水力壓裂破裂壓力計算模型

作者：吳飛鵬,孟鵬程,丁乾申,李德,楊維

摘要：水力壓裂工藝的關鍵點是巖石破裂壓力的確定。依據破裂模型理論基礎的不同,將彈性力學破裂模型和斷裂力學破裂模型細分為6類:線彈性拉伸破裂模型、多孔線彈性拉伸破裂模型、特征距離模型、剪切破壞模型、能量釋放率模型和應力強度因子模型。在此基礎上分析了現有細分模型的基本假設、推導原理、適應性和局限性。結果表明:線彈性拉伸破裂模型、多孔線彈性拉伸破裂模型被普遍應用于礦場設計,但其不能綜合考慮升壓速率、井眼尺寸等因素對破裂壓力的影響;特征距離模型可綜合考慮這些因素的影響,但其基于的破裂物理過程假設有待進一步檢驗;剪切破壞模型基于巖石宏觀破壞理論,較適合低彈性模量的高滲砂巖;基于斷裂力學理論提出的能量釋放率和應力強度因子模型,其物理假設與水力致裂的實際物理過程較為接近,但其在初始裂紋長度等基礎參數提取方面存在局限。

發文機構：中國石油大學（華東）石油工程學院

關鍵詞：水力壓裂井周應力分布破裂壓力計算準則適應性分析hydraulic fracturingwell-circumferential stress distributionfracture-pressure calculating criteriaadaptability analysis

分類號： TE357.1[石油與天然氣工程—油氣田開發工程]