程万，金衍，陈勉，徐彤，张亚坤，刁策

（1.中国石油大学（北京）石油工程学院；2.油气资源与探测国家重点实验室）

三维空间中水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则

程万1,2，金衍1,2，陈勉1,2，徐彤1,2，张亚坤1,2，刁策1,2

（1.中国石油大学（北京）石油工程学院；2.油气资源与探测国家重点实验室）

基于对三维空间下水力裂缝尖端应力场以及作用在天然裂缝面上的应力场的分析，建立了水力裂缝穿透天然裂缝的判别准则。利用大尺寸真三轴水力压裂实验模拟系统，实验研究了不同产状天然裂缝、地应力对水力裂缝扩展行为的影响。实验研究表明：水力裂缝穿透预制裂缝的现象主要发生在高逼近角、高走向角、高水平应力差异系数、高水平应力差的区域；水平应力差存在一个临界值，大于该值，水力裂缝才可能穿透预制裂缝。实验结果与本准则预测结果吻合良好。应用本准则，预测四川盆地龙马溪组页岩气试验井水力裂缝不能穿透天然裂缝面，与微地震压裂监测解释结果一致。图8表1参15

页岩；水力压裂；天然裂缝；水力裂缝；产状

0 引言

开发非常规油气藏常需要采用大规模的水力压裂改造储集层[1-4]。水力裂缝网络的复杂程度取决于水力裂缝与天然裂缝的交叉行为。

Norman等[5]和Daneshy[6]通过实验证明弱面强度、弱面方位、水平应力差是影响水力裂缝与天然裂缝交叉行为的重要因素。为了预测水力压裂过程中天然裂缝是张开还是剪切滑移[7]，国内外学者相继提出了很多判别准则，例如Warpinski[8]准则、Renshaw[9]准则、Zhou[10-11]准则。……