高温高压下深层页岩热–水–力学耦合损伤模型及裂缝扩展机理研究OA

深层页岩气开发面临高温、高地应力和低渗透性的极端环境挑战,传统水力压裂模型因忽略温度–应力–渗流多场耦合作用及岩石损伤动态演化,难以准确预测裂缝扩展行为。针对深层页岩储层特征,建立了热干燥岩石的细观热–水–力(THM)耦合损伤模型,经过与四川盆地深层页岩压裂试验进行对比,验证了模型的可靠性。同时,对高温高压(温度范围100℃~250℃、围压10~15 MPa)条件下页岩的水力压裂进行计算,以揭示页岩裂隙损伤演化规律。结果表明,围压的变化直接影响裂隙的分布(水平或竖向);注液压的增大会导致裂隙个数增多;页岩温度的升高导致主裂隙扩展长度增大约20%。该模型为深层页岩压裂设计提供了理论支撑,揭示了温度–损伤协同机制对裂缝形态的控制作用,对非常规油气高效开发具有重要意义。