应力扰动下非均质油储层水力压裂行为机理数值分析

水力压裂是改变致密储层渗透率的关键技术。本文改进了离散元流固耦合方法，在非均质储层边界应用正弦应力波模拟扰动。研究了应力波频率对水力压裂过程中裂纹扩展方式的影响和不同原位应力比下试样内部应力的变化情况。模拟结果表明：（1）在恒定注入速率下，频率增加与击穿压力的逐渐增加、开裂击穿所需时间的增加、裂纹扩展速度加快有关；（2）水力裂缝传播方向明显偏向应力波传播方向，在地应力和应力波共同作用下，破坏模式更加复杂。（3）试样内部最大主应力是压应力，最大主应力和最大剪应力曲线呈周期性振动，具有低频大振幅、高频小振幅的特点。注入孔附近裂纹启裂是最大主应力减小和最大剪切应力增大的结果。分析表明，应力波对水力压裂具有不可忽略的影响，为更好的理解应力扰动影响下水力压裂的力学性质提供了指导。