Derzeit ist das Hydraulic Fracturing die Schlüsseltechnologie zur Gewinnung von Schieferöl und -gas. Während der Ausdehnung von Frakturen stoßen diese auf natürliche Risse, und die Ausdehnungsmerkmale der Frakturen nach dem Treffen auf natürliche Risse haben einen deutlichen Einfluss auf die Bildung des Frakturnetzwerks, was wiederum den endgültigen Fracturing-Effekt beeinflusst. Daher ist es notwendig, die Interaktion zwischen hydraulisch erzeugten Frakturen und natürlichen Rissen zu untersuchen. Basierend auf der ABAQUS-Software, unter Berücksichtigung der Frakturausbreitungsform und der Zugschädigung, wurde der zweidimensionale Schnittprozess zwischen hydraulischen Frakturen und natürlichen Rissen unter dem Einfluss des Zwischenschichteffekts simuliert. Dabei wurden der Einfluss verschiedener Scherspannungsdifferenzen, Schnittwinkel, Scherspannungsdifferenzen zwischen den Lagerstätten und Unterschiede der Elastizitätsmodule der Lagerstätten auf das Verhalten der hydraulischen Frakturen berücksichtigt. Die Simulationsergebnisse zeigen, dass unter dem Einfluss des Zwischenschichteffekts der Bruchgrad und die Öffnungswirkung der Frakturen besser sind, und mit zunehmender Scherspannungsdifferenz die Öffnungswirkung der natürlichen Risse schlechter wird, bis die hydraulische Fraktur den natürlichen Riss durchdringt. Bei kleinem Schnittwinkel beeinflusst der Zwischenschichteffekt den Frakturverlaufsweg nicht, natürliche Risse öffnen sich nur im oberen Bereich, und die Öffnungsgröße der Frakturen ist besser. Mit zunehmendem Schnittwinkel verbessert sich die Öffnungswirkung der natürlichen Risse, und bei einem Schnittwinkel von 90° durchquert die hydraulische Fraktur direkt den natürlichen Riss. Mit zunehmender Scherspannungsdifferenz zwischen den Lagerstätten erhöht sich der Porendruck an der Schnittstelle, was die Öffnungswirkung der natürlichen Risse verbessert, und wenn die Scherspannungsdifferenz einen bestimmten Wert überschreitet, durchdringt die hydraulische Fraktur den natürlichen Riss. Je größer der Unterschied im Elastizitätsmodul zwischen den Lagerstätten ist, desto stärker ist die Widerstandsfähigkeit des Gesteins gegen Störungen, der Porendruck an der Schnittstelle steigt, und das Ausbreitungsverhalten der Frakturen wird durch die Wechselwirkung beider bestimmt. Bei kleinem oder großem Unterschied im Elastizitätsmodul sind die Öffnungswirkung der natürlichen Risse besser.

Hydraulic Fracturing; Zwischenschichteffekt; hydraulische Frakturen; natürliche Risse; numerische Simulation