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摘要
砾石的随机分布使砾岩储层具有高度非均质性，显著影响局部力学响应，难以控制和预测水力压裂裂缝的扩展。水力压裂裂缝的遇砾扩展机制仍不清楚，使得水力压裂的设计和有效实施充满挑战。基于全局黏聚力单元，在Abaqus平台建立了渗流-应力-损伤多场耦合的二维裂缝扩展模型；在细观尺度上将砾岩视为砾石、基质和胶结面组成的三相复合材料，进行压裂裂缝遇砾扩展行为机理研究。结果表明，水力裂缝遇砾发生穿砾、绕砾、穿砾且绕砾等现象；砾石的渗透性和弹性模量对裂缝遇砾行为影响的作用机理不同：砾石的低渗透性造成憋压现象，裂缝尖端流体压力提高了13%，水平与竖直方向有效应力分别减小了10.1%和12.8%；砾石的高弹性模量造成应力的屏蔽现象，裂缝尖端与砾石间的区域水平方向有效应力减小了5.8%。砾石的低渗透性与高弹性模量都会造成胶结面上发生剪应力集中，增加了胶结弱面破坏的可能性，造成裂缝遇砾发生偏转。
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