多裂缝扩展过程中应力场演化机理

应力场的分布会影响裂缝的形成和扩展，通过分析应力场演化，可以更好地了解和预测裂缝的产生和扩展方向，从而提高水力压裂的效果。对此，本文基于位错理论的MATLAB编程方法，建立页岩中单裂缝起裂及多条裂缝扩展模型，分析不同影响因素作用下单裂缝应力场演化及多裂缝相互干扰规律。研究结果表明，在单裂缝中压裂时间、排量及页岩弹性模量较大时，应力分量较大，裂缝延伸长度、开度增大;而压裂液粘度较大时裂缝长度较短，影响效果压裂时间＞粘度＞排量＞弹性模量。而在多裂缝间距增大时，三个主应力分量较小，多裂缝应力场相互干扰减小，有利于各裂缝充分扩展;压裂裂缝数量增多时，裂缝应力场相互干扰明显加剧，其主要影响部分为裂缝中部区域，会使得处于中部的裂缝沿伸受到抑制与影响。研究结果有助于优化压裂工程设计，提高压裂效果与产能，对油气开采具有重要意义。