干热岩柔性压裂裂缝起裂与扩展规律

考虑岩石热孔隙弹性效应、循环载荷下岩石强度疲劳劣化本构关系、弹脆性破坏准则和井筒应力叠加效应,建立并验证了热流固-疲劳损伤耦合的干热岩柔性水力压裂裂缝扩展数值模型,在此基础上开展数值模拟研究,探究不同温度和循环载荷共同作用下干热岩裂缝起裂及扩展特征。研究表明:①周期注入、流体渗透、孔隙压力累积与岩石强度劣化共同引发柔性压裂岩石疲劳破坏;②干热岩柔性压裂裂缝扩展模式由温差和循环载荷共同控制,温差越大,热应力越强,利于形成复杂缝网;循环载荷降低,热应力波及范围增大,循环载荷为90%pb和80%pb(pb为常规水力压裂时岩石破裂压力)时,改造面积相较于常规水力压裂分别提升88.33%和120%(注入温度为25℃);③随着循环载荷的进一步降低,储层改造效果减弱,循环载荷降低至70%pb时,距离井筒较远处流体压力无法达到岩石最低破裂压力,不会产生宏观水力裂缝。