干热岩径向井压裂裂缝起裂与扩展数值模拟

邹文超; 武晓光; 黄中伟; 李根生; 史怀忠; 张旭; 王小华

中国石油大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 50 ›› Issue (2) : 85 -95.

干热岩径向井压裂裂缝起裂与扩展数值模拟

邹文超, 武晓光, 黄中伟, 李根生, 史怀忠, 张旭, 王小华

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摘要

水力压裂是干热岩高效开发的核心，但存在裂缝单一、方向控制难和不易沟通注采井等难题。为此，提出径向井定向压裂新思路，旨在通过径向井应力重构作用诱导裂缝定向扩展，有效沟通注采井。基于离散格子法建立三维热-流-固耦合裂缝扩展数值模型，阐明干热岩径向井压裂和垂直井压裂裂缝起裂及扩展特征，厘清岩石温度、地应力差、压裂液注入排量和黏度对径向井引导裂缝定向扩展的影响规律。结果表明：径向井压裂裂缝形态受径向井井周重构应力场主导控制，沿径向井眼方向定向起裂与扩展；而垂直井压裂裂缝形态受原地应力场影响，主要沿最大主应力方向扩展。压裂液与岩石温差越大，热应力越强，利于形成“主裂缝+热应力裂缝”的复杂缝网，但径向井对裂缝的引导作用明显减弱；应力差异系数为0～0.4时，径向井井周应力重构区域大，利于形成多条定向扩展的主裂缝；增大压裂液注入排量和黏度会增强径向井对裂缝的引导作用，且裂缝复杂程度显著增大。