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摘要
水力压裂是开采地下页岩气资源的有效技术手段，探究页岩水力压裂裂缝的扩展规律，可为页岩气的高效开采提供科学的指导依据。通过运用大型有限元软件ABAQUS中的扩展有限元模块，针对不同地应力差工况条件下均质页岩中初始裂缝的位置、方位角、数量和含层理页岩中层理的构造方向、内部倾角、岩性对水力裂缝扩展的影响进行探究。结果表明：对于垂向扩展的水力裂缝，水平主应力增大使裂缝更不易扩展，裂缝扩展长度减小、起裂压力增大；在注液体积流量相同时，向初始裂缝两端同时起裂所形成的水力裂缝长度大于仅向一侧起裂；当初始裂缝处于页岩中部且呈45°方向时，裂缝会向最大水平主应力方向偏转，且偏转程度随最大水平主应力的增大而增大；分时多簇压裂时，裂缝间的扩展会相互干扰，且会较大地影响裂缝扩展的形态和起裂压力，但对裂缝注液点裂缝宽度的影响较小；对于含水平和竖直构造层理的页岩，改变层理内部倾角，水力裂缝会出现不同程度偏转，且其偏转程度随着层理内部倾角的增大而减小；对于含45°方向构造层理的页岩，水力裂缝在层理分别为砂岩、煤岩和泥岩中的偏转程度依次增大，且裂缝偏移比随着最大水平主应力的增大而增大。
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