矿业研究与开发

作者：谭涛,陈天宇,金长宇,赵福权

关键词：定向气体压裂;径向导向槽;裂缝扩展;数值模拟

岩体弱化技术中,气体压裂相较于水力压裂更易形成复杂的裂缝网络,为了研究定向压裂技术领域中的气体压裂裂缝扩展机理,开展了基于径向导向槽工艺的定向气体压裂室内物理试验与数值模拟研究.提出了径向导向槽制备方法,模拟封隔器的原理设计了特制密封夹具,并借助声发射装置对气压致裂过程进行了实时监测.试验结果表明:径向导向槽在一定尺度内能显著改变气体压裂裂缝的扩展方向,且对比无径向导向槽试件降低了约30％的起裂压力;气体压裂动态加载方式下出现特有的主裂缝＋次生微裂缝的裂缝网络,且裂缝宽度相对准静态加载方式增加了2~3倍.在此基础上,基于LS-DYNA 进行了有无导向槽的瞬态气体压裂动力学数值模拟,对比分析了有无径向导向槽模型的有效塑性应变、范式等效应力等指标,模拟结果与室内试验结果一致.研究结果可推动深部硬岩定向压裂技术与岩体弱化方法的发展,为定向气体压裂技术的工程应用提供技术支撑.

来源：2026年第2期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

查看矿业研究与开发杂志2026年第2期