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Numerical Investigation on the Hydraulic Fracture Evolution of Jointed ShaleInvestigación numérica sobre la evolución de la fractura hidráulica de la pizarra articulada

Resumen

Las juntas son una estructura común de las masas rocosas heterogéneas de pizarra, y la tensión in situ es el entorno en el que pueden encontrarse las masas rocosas heterogéneas. La existencia de un plano de unión y la diferencia de presión de confinamiento influyen en las propiedades físicas de la pizarra y en la propagación de las fracturas. En este estudio, se simularon especímenes de pizarra articulada bajo diferentes presiones de confinamiento para explorar los patrones de fallo y el comportamiento de propagación de fracturas de la fracturación hidráulica. A diferencia de la investigación común de la fracturación hidráulica en la masa rocosa de articulación paralela de la señal, las simulaciones en este estudio consideraron tres puntos (articulación paralela, articulación de ángulo de inmersión múltiple y puntos sin articulación). Se estudiaron de forma exhaustiva los efectos de la junta de ángulo de inmersión simple, la junta de ángulo de inmersión múltiple y la diferencia de presión de confinamiento en la evolución de la fractura hidráulica y la evolución de la tensión de la pizarra articulada. El coeficiente de diferencia de presión de confinamiento propuesto en este estudio se utilizó para describir con precisión la diferencia de presión de confinamiento. Los resultados indican que cuanto mayor es la diferencia de presión de confinamiento, más fuerte es el control de la tensión principal máxima sobre la evolución de la fractura; por el contrario, cuanto menor es la diferencia de presión de confinamiento, más fuerte es el control del plano de unión sobre la evolución de la fractura. Con la misma diferencia de presión de confinamiento, la fractura hidráulica se propaga más fácilmente a lo largo del plano de unión con un ángulo de buzamiento pequeño. A medida que el valor del coeficiente de diferencia de presión de confinamiento se acerca a cero, la fractura hidráulica se propaga de forma aleatoria, la región de tensión de tracción alrededor de la punta de la fractura se amplía y los planos de junta fracturados por tracción aumentan. Este estudio puede ofrecer una valiosa orientación para el diseño de la reconstrucción de yacimientos no convencionales.

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