Chapter 6 第一节造缝机理 水力压裂多属于脆性破坏 只要岩石所受的最小有效主应力达到该方向的岩石抗拉 强度,岩石即发生拉伸破坏,显然产生的裂缝面总是垂直 于最小主应力方向 当G最小时,形成水平裂缝 当2最大时,形成垂直裂缝。若q2>>q,则裂缝面 垂直于q方向;若2>>0,则裂缝面垂直于σ方向 石油工程与环境工程学院 Yan’ an university
石油工程与环境工程学院 Yan’an university Chapter 6 水力压裂多属于脆性破坏 只要岩石所受的最小有效主应力达到该方向的岩石抗拉 强度，岩石即发生拉伸破坏，显然产生的裂缝面总是垂直 于最小主应力方向。 当σz 最小时，形成水平裂缝； 当σz 最大时，形成垂直裂缝。若σz > σx > σy，则裂缝面 垂直于σy 方向；若σz >σy >σx，则裂缝面垂直于σx方向。 第一节 造缝机理 σz > σx > σy
Chapter 6 第一节造缝机理 2.形成垂直裂缝 根据岩石的破裂准则,当井壁上存在的有效最小总周 向应力达到井壁岩石水平方向的抗拉强度时,岩石将在与 周向应力相垂直的方向上产生垂直裂缝。 61, min 0 0 1, min 61. min 刚产生裂缝时,井筒内流体的压力定义为地层的破裂 压力: 石油工程与环境工程学院 Yan’ an university
石油工程与环境工程学院 Yan’an university Chapter 6 2. 形成垂直裂缝 根据岩石的破裂准则，当井壁上存在的有效最小总周 向应力达到井壁岩石水平方向的抗拉强度时，岩石将在与 周向应力相垂直的方向上产生垂直裂缝。 h t t = − ，m i n t t i = − p m i n , m i n ， 刚产生裂缝时，井筒内流体的压力定义为地层的破裂 压力： i F p = p 第一节 造缝机理
Chapter 6 第一节造缝机理 30,-0x+t pE=ps+ 1-2v 由于最小总周向应力发生在0=00和0=1800的对称点 上,垂直裂缝也产生与井筒相对应的两个点(θ=00, 0=1800)上。所以在理论上一般假定垂直裂缝是以井轴 为对称的两条缝,实际上由于地层的非均质性和局部应 力场的影响,产生的裂缝往往是不对称的。 石油工程与环境工程学院 Yan’ an university
石油工程与环境工程学院 Yan’an university Chapter 6 − − − − + = + 1 1 2 2 3 h y x t F s p p 第一节 造缝机理 由于最小总周向应力发生在θ=0 o 和θ=180o 的对称点 上，垂直裂缝也产生与井筒相对应的两个点（θ=0 o ， θ=180o）上。所以在理论上一般假定垂直裂缝是以井轴 为对称的两条缝，实际上由于地层的非均质性和局部应 力 场 的 影 响 ， 产 生 的 裂 缝 往 往 是 不 对 称 的
Chapter 6 第一节造缝机理 3.形成水平裂缝 t, min -, min 0 " 1. min O.+0 pF=ps t 1-2v O.+0 F 1-2v 1.94-a 石油工程与环境工程学院 Yan’ an university
石油工程与环境工程学院 Yan’an university Chapter 6 3. 形成水平裂缝 v z t t = − ，m i n z t z t i = − p m i n , m i n ， − − − + = + 1 1 2 1 v z t F s p p − − − + = + 1 1 2 1.9 4 v z t F s p p 第一节 造缝机理
Chapter 6 第一节造缝机理 4.破裂压力梯度(破裂梯度) 地层破裂压力与地层深度的比值。 P F H 理论上可以计算破裂梯度值。实际上油田的破裂梯度 值都是根据大量压裂施工资料统计出来的。 =(0.015~0.018)~(0.022~0.025 一般认为破裂梯度小于0.015~0.018MPa/m时形成垂 直裂缝,而大于0.023MPa/m时则是水平裂缝。 深地层——垂直裂缝浅地层——水平裂缝 石油工程与环境工程学院 Yan’ an university
石油工程与环境工程学院 Yan’an university Chapter 6 4. 破裂压力梯度（破裂梯度） 地层破裂压力与地层深度的比值。 H p F F = 理论上可以计算破裂梯度值。实际上各油田的破裂梯度 值都是根据大量压裂施工资料统计出来的。 = ( 0 . 0 1 5 ~ 0 . 0 1 8 ) ~ ( 0 . 0 2 2 ~ 0 . 0 2 5 ) F 一般认为破裂梯度小于0.015～0.018 MPa/m时形成垂 直裂缝，而大于0.023 MPa/m时则是水平裂缝。 第一节 造缝机理 深地层——垂直裂缝 浅地层——水平裂缝