恒定光滑裂缝宽度缝内水压发展过程试验与分析

应用光滑平行钢板模拟岩体或混凝土内裂缝,通过恒定宽度裂缝的水流浸入试验,研究不同裂缝宽度、不同外界水压作用下缝内水压发展过程。研究表明,存在裂缝内水头为零和全水头的两个临界缝宽。当裂缝缝宽小于水头为零的临界宽度时,不管外界水压多大、时间多长,裂缝几乎是不透水的。当裂缝缝宽大于全水头的临界缝宽,水流进入裂缝的时间随着外界压力的增大或裂缝缝宽的增大迅速减小,并且裂缝内水压很快达到全水头。本文试验的最小裂缝宽度为0.02mm,在该裂缝宽度下水流经过300s后,长度为680mm的裂缝内水压基本为全水头。由此说明,对于工程中宽度大于0.02mm时裂缝,偏安全地可以认为裂缝内水压为全水头,以简化流固耦合分析。

水力裂缝形貌对酸刻蚀行为及导流能力影响

目前酸压裂缝导流能力实验多采用光滑岩板模拟地层水力裂缝,忽略了裂缝粗糙形貌对酸刻蚀行为、导流能力影响。采用自研装置"酸压裂缝导流能力测试系统",分别用光滑岩板、粗糙岩板模拟光滑裂缝、粗糙裂缝,研究了不同注酸排量、注酸时间下两种不同形貌水力裂缝的酸刻蚀行为和导流能力特征。结果表明,酸刻蚀后光滑裂缝轮廓线迂曲度增加;粗糙裂缝相反,酸刻蚀作用体现为削"峰"深"谷"。增加注酸排量或注酸时间,粗糙裂缝的高程变化、裂缝宽度、酸溶蚀量和导流能力增加幅度均明显大于光滑裂缝,且导流保持能力更好;粗糙裂缝对注酸参数变化更敏感。粗糙岩板利于真实评价储层条件下酸压裂缝导流能力,提高酸压方案设计的针对性,改善酸压效果。