MultiFracS用户在Scientific Reports发文
煤系地层岩石真三轴水力压裂试验与有限元 - 离散元耦合数值模拟研究
摘要：为明确水力裂缝遭遇地层界面时，岩性突变引发的裂缝扩展路径演化规律，本文依托真三轴水力压裂试验与有限元 - 离散元耦合数值模拟（FDEM），探究不同岩性组合条件下煤系地层水力裂缝的扩展特征，揭示地应力与岩性强度差异对水力裂缝扩展路径的作用机制。研究结果表明：煤系地层水力裂缝形态具有显著非对称性，主要分为七种类型，分别为单一裂缝、交叉裂缝、T 型裂缝、十字型裂缝、工型裂缝、干型裂缝及复杂裂缝。水力压裂压力曲线可划分为四个阶段：压力快速上升至起裂压力、压力骤降、压力稳定波动、停泵后压力衰减。当水力裂缝沟通天然裂缝或地层界面时，压力曲线会出现明显波动，且压力骤降幅度与裂缝复杂程度呈负相关。地应力对水力裂缝的控制作用，与最大主应力方向及竖向应力差系数密切相关。当竖向应力为最大主应力时，增大竖向应力差系数，更有利于水力裂缝穿层竖向扩展。岩性强度差异对裂缝扩展路径的影响规律如下：裂缝从软弱岩层起裂并延伸至地层界面时，易发生止裂或沿界面延展；反之，裂缝从坚硬岩层起裂时，岩性强度差（ΔS） 越大，越易穿层竖向扩展，强度差越小，则裂缝更倾向于沿界面延伸。本研究阐明了煤系地层水力裂缝的复杂扩展机理，为多岩性层状地层的水力压裂工艺优化提供理论依据。
关键词：煤系地层；水力压裂；岩性组合模型；岩层界面；裂缝扩展
MultiFracS自2021年底对外发布以来，陆续有用户使用该软件结合自己的研究领域开展创新性的科研工作，在领域有影响力的期刊发表他们的成果。我们也期待有越来越多的用户发表他们的创造性成果。我们始终坚信，用户作为行业专家，掌握关键理论和试验数据，拥有丰富工程经验，会拓展出更多应用场景，进行更深入的研究，取得更多创造性的高价值成果。作为软件开发者，我们将坚定做好服务者的角色，不断响应用户需求，快速迭代，为打造好用易用的软件产品而持续努力。
