不同非均质性储层岩石破裂过程区特征

用于油气和地热储层增产的水力压裂与I型裂缝的扩展密切相关。岩石非均匀性导致的非线性变形发生在裂纹尖端，这导致断裂过程区（FPZ）在裂纹不稳定扩展之前形成。然而，FPZ特征与岩石非均质性之间的关系仍然难以捉摸。我们使用了储层中常见的三种岩石类型进行实验研究，每种岩石类型都包括两种亚型，由于粒度或微观结构特征，它们具有不同的非均质性。根据实验结果，我们计算了每个开裂的V形缺口巴西圆盘的FPZ尺寸（由假定圆形FPZ的半径表示），并使用离散元方法再现了大理石中FPZ的形成过程。我们发现，强非均匀性有利于大的FPZ尺寸，可以增强裂纹生成能力，并使裂纹形态复杂。将威布尔分布与断裂力学相结合，可以从理论上解释FPZ尺寸对非均质性程度的依赖性，这表明岩石的固有非均质性为FPZ的形成奠定了物理基础。这些发现可以提高我们对I型裂缝扩展机制的认识，并为评估储层可压裂性提供有用的指导。