但对于I型和II型均有的复合型裂缝，没有非常严格的裂缝扩展准则。本次研究所采用的裂缝扩展准则是在Sih，Pook和 Schollmann所发展的周向裂缝扩展准则的基础上发展的。这个判据的核心思想是当裂缝尖端周向应力θσ超过一定阈值时，裂缝即启裂。根据周向应力准则，可知当σθ≥σc 时，裂缝开始扩展。周向应力判断准则不仅原理简单，而且非常适合编程，已在本次模拟程序中获得代码实现。......
2025-09-30
储层断裂扩展反演新成果
【摘要】：由于储层岩石高度非均质，其应力强度因子的解析形式不易获得，通常只能根据大量不同孔隙度和几何形状裂缝进行裂缝扩展实验结果。进行退火模拟时需要不断修正边界加载条件和岩层断裂参量，因此会产生众多的中间反演模型，限于篇幅，这里仅给出最终的裂缝反演模型，如图59～图67。本次研究称其为破坏区域。在破坏区两侧，随着距离破坏区域的距离增大，断裂面上的剪切力越来越小。也就是说在断层尖端并不是剪切力最大的区域。
裂缝反演共包含4个步骤，包括①收集与裂缝有关的统计数据，包括区域构造演变历史、构造解释数据等，另外还包括钻井取心以及各种成像测井数据等；②建立属性模型，基于地质统计学建立属性模型，为裂缝模拟提供基础模型，要求基础模型要大于目标研究区的尺度，以便减小边界效应对研究区裂缝建模的影响。由于储层岩石高度非均质，其应力强度因子的解析形式不易获得，通常只能根据大量不同孔隙度和几何形状裂缝进行裂缝扩展实验结果。③根据属性模型，基于扩展有限元方法，进行主断层扩展历史拟合，拟合采用退火方式。进行退火模拟时需要不断修正边界加载条件和岩层断裂参量，因此会产生众多的中间反演模型，限于篇幅，这里仅给出最终的裂缝反演模型，如图59～图67。
图59 初始步裂缝扩展模拟结果
图60 第10模拟步裂缝扩展模拟结果
图61 第20模拟步裂缝扩展模拟结果
图62 第30模拟步裂缝扩展模拟结果
图63 第40模拟步裂缝扩展模拟结果
图64 第50模拟步裂缝扩展模拟结果(https://www.chuimin.cn)
图65 第60模拟步裂缝扩展模拟结果
图66 第70模拟步裂缝扩展模拟结果
图67 终止步裂缝扩展模拟结果
本次模拟研究发现在裂缝尖端后侧有一个剪切力最大区域（图68）。本次研究称其为破坏区域（break down zone）。在破坏区两侧，随着距离破坏区域的距离增大，断裂面上的剪切力越来越小。也就是说在断层尖端并不是剪切力最大的区域。受破坏区高剪切力的影响，在这个区域断层两侧的储层岩石也受到非常大的剪应力作用，体现为高的米塞斯应力值。同时，由图68可知，储层裂缝断层的表面非常崎岖，并非光滑表面。这样在剪切滑动时，表面就是发生碰撞摩擦，这和张性裂缝存在很大不同。
图68 裂缝尖端应力场分区图
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