基于天然裂缝网络的页岩力学性质数值模拟研究

作者：张洁; 曹函^*; 杜宗霖; 杨四方

来源：科技通报, 2023, 39(11): 57-67.

DOI：10.13774/j.cnki.kjtb.2023.11.010

• 裂隙岩石
• 天然裂缝网络
• 破坏形态
• 离散元

天然裂缝影响页岩储层的力学性质，在页岩气开采的过程中起着关键性的作用。本文基于颗粒流离散元，研究了天然裂缝网络对页岩力学性质的影响。研究表明，天然裂缝数量的增加会进一步劣化岩石的力学性质，导致抗压强度和抗拉强度呈现“缓下降”的趋势，弹性模量呈现线性下降的趋势；随着天然裂缝倾角的增大，抗压强度先减小后增大，变化趋势为“U”形，弹性模量和抗拉强度则逐渐增大。在3个力学参数中，天然裂缝网络对弹性模量的影响最小；平直裂缝对抗拉强度的影响大于抗压强度；天然裂缝数量较少时，斜裂缝对抗压强度的影响大于抗拉强度，但随着数量的增加而趋于一致；竖直裂缝对抗压强度的影响大于抗拉强度。天然裂缝网络对破坏形态的影响主要取决于天然裂缝的倾角，随着倾角的增大，岩石的破坏形态依次为劈裂状-碎块状-劈裂/碎块状-劈裂状。

• 单位
  中南大学; 物理学院