温度对页岩层中金属矿脉和水力裂缝相互作用的影响：实验和模拟

在页岩油（气）水力压裂的现场施工中，页岩中存在的脉可能使水力裂缝的扩展路径发生偏转。吉木萨尔页岩中广泛含有金属黄铜矿脉，但金属脉在不同温度下对裂缝扩展的影响尚不清楚。基于扩展有限元模拟和半圆弯曲试验方法，研究了温度对金属脉与水力裂缝相互作用规律的影响。结果表明，随着温度的升高，岩样中的裂缝扩展路径更加曲折；与23°C岩样相比，200°C无脉状岩样和有脉状岩样的断裂韧性分别提高了7.79%和22.78%。温度越高，裂缝越难以在岩石与金属脉之间的界面处偏移。但温度不影响裂缝偏移的距离。研究结果可为含金属脉的页岩水力压裂设计提供参考。