水力压裂裂缝扩展声发射破裂机制判定方法研究

水力压裂室内模拟实验系统可以模拟各种地层条件下的压裂实验,实验中利用声发射设备对裂缝的起裂和延伸的过程进行实时动态监测,实验后对形成裂缝的形态进行直接观察,从而为压裂理论的研究和论证提供一种重要的手段.本文利用声发射技术对砂岩、煤岩、页岩三类岩石水力压裂模拟实验进行了监测,对声发射数据进行了分析,并把日本混凝土材料协会(JC-MS-Ⅲ B5706 2003)定义的两个参数(频度和RA值)成功地应用于水力压裂模拟实验.研究表明:用声发射信号的频度和RA值两个参数联合评价压裂模拟实验的破裂机制是可行的,可以区分张性破裂和剪切破裂;致密砂岩主要形成张性裂缝.煤岩和页岩既有张性裂缝,又有剪切裂缝,这与煤岩和页岩存在天然裂缝,压裂时水力裂缝与天然裂缝相互干扰作用有关.上述结果可用于指导水力压裂现场微地震监测.