基于離散元法的礫巖水力壓裂裂縫擴展規(guī)律及主控因素

張家偉 劉向君 熊 健 梁利喜 張 文 張 旭

（1. 西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院，四川 成都 610500；2. 油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610500；3. 西氣東輸蘇北輸氣分公司，江蘇 南通 226363）

0 引 言

隨著中國經(jīng)濟和工業(yè)化不斷快速發(fā)展，對化石能源的消耗需求不斷增加。研究表明，中國常規(guī)油氣資源量未來即將接近峰值[1‐2］，將難以滿足中國發(fā)展日益增長的能源需求。隨著北美頁巖氣的成功開發(fā)，非常規(guī)油氣資源已經(jīng)成為油氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域[3‐4］，非常規(guī)油氣越來越受到重視。礫巖致密油是非常規(guī)油氣資源的重要組成部分[5］，2018年在新疆油田瑪湖凹陷發(fā)現(xiàn)了世界上最大的礫巖油田，被證實探明石油地質(zhì)儲量達(dá)到了5.2×108t[6］，礫巖致密油資源的勘探開發(fā)對于緩解中國能源緊張的局面具有十分重要的意義。

礫巖儲層普遍具有低孔、低滲的特點，自然產(chǎn)能較低，需要進行壓裂改造才能實現(xiàn)大規(guī)模投產(chǎn)開發(fā)[7‐11］。在壓裂施工改造過程中，評價壓裂效果最主要的判斷指標(biāo)就是壓裂縫的幾何形態(tài)。近年來，國內(nèi)外學(xué)者在水力壓裂裂縫延伸的規(guī)律和機制上進行了大量的理論、物理實驗和數(shù)值模擬研究。在理論研究方面，國外有些學(xué)者提出了裂縫在材料中的起裂和擴展機理[12‐14］，國內(nèi)張廣清等[15］利用拉格朗日法和最大拉應(yīng)力準(zhǔn)則建立了水力裂縫空間模型，H.Y.Tang 等[16］基于DDM 方法提出多平面壓裂縫擴展模型，J.N.Dong 等[17］解釋了流體與裂縫尖端的動態(tài)關(guān)系。在物理實驗方面，劉鵬等[18‐21］通過真三軸水力壓裂模擬系統(tǒng)研究了不同應(yīng)力比和粒徑比、注入速率、水平井角度和礫石粒徑等因素對裂縫擴展的影響。在數(shù)值模擬方面，李連崇等[22‐23］通過有限元RFPA 模擬礫巖地層裂縫擴展過程并發(fā)現(xiàn)了5 種裂縫的擴展形態(tài)，X.Shi 等[24］采用CZM 模擬了含裂縫的強非均質(zhì)性礫巖水力壓裂裂縫擴展路徑。

盡管已經(jīng)取得了許多對礫巖儲層油氣勘探開發(fā)具有指導(dǎo)意義的研究成果，但有限元法和物理實驗同樣具有較大的局限性，前者具有網(wǎng)格不能實時更新、裂縫尖端網(wǎng)格劃分困難以及高密度網(wǎng)格犧牲大量的算力等局限性，后者存在難以大規(guī)模開展實驗，難以充分認(rèn)識礫巖儲層中裂縫擴展規(guī)律和量化相關(guān)研究等問題。離散元法在研究非連續(xù)介質(zhì)力學(xué)問題上具有顯著的優(yōu)勢，能夠?qū)崟r計算跟蹤顆粒之間的交互作用，精確揭示微觀尺度上的力學(xué)響應(yīng)，能夠捕捉裂縫成核、起裂延伸，并能描述復(fù)雜的裂縫形態(tài)，因此在巖石水力壓裂領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。

本文采用離散元方法，基于滲流?離散元耦合模型建立礫巖水力壓裂模型，研究礫巖儲層地質(zhì)因素（礫石粒徑、膠結(jié)強度、礫石強度）以及工程因素（地應(yīng)力）對水力裂縫擴展規(guī)律的影響。利用隨機森林分析各因素對水力壓裂效果影響的重要程度，并采用層次分析法構(gòu)建儲層壓裂計算模型。研究結(jié)果對認(rèn)識礫巖儲層水力裂縫的擴展機理及壓裂選層可提供一定參考。

1 礫巖離散元模型

1.1 離散元法

本文在離散元模擬軟件PFC2D平臺上進行建模、模擬。在離散元法中采用顆粒表示巖石的礦物組分，采用鍵表征巖石礦物顆粒間的黏結(jié)特性，用平行黏結(jié)模型表示（圖1），可以很好地模擬巖石的力學(xué)行為。

圖1 平行黏結(jié)模型Fig. 1 parallel bond model

平行黏結(jié)模型可用于模擬材料的拉張破壞特性，也能模擬材料的剪切破壞特性，其構(gòu)模型表達(dá)式為

式中：——黏結(jié)鍵周邊法向應(yīng)力，MPa；n——黏結(jié)鍵接觸處的法向力，kN/m；b——接觸點的彎矩，kN/m；——兩顆粒的平均半徑，m；——橫截面面積，m2；——慣性矩，m4；——力矩貢獻(xiàn)系數(shù)。

離散元法能準(zhǔn)確地表征材料微觀力學(xué)性質(zhì)，根據(jù)顆粒之間的黏結(jié)即可判斷是否產(chǎn)生裂縫及裂縫的位置。當(dāng)顆粒間的拉張應(yīng)力超過拉張強度時，顆粒間的法向黏結(jié)破壞，從而形成張性裂縫；當(dāng)顆粒間的切應(yīng)力超過剪切強度時，顆粒間切向黏結(jié)被破壞形成剪切裂縫。當(dāng)外部載荷持續(xù)增加，黏結(jié)鍵持續(xù)斷裂，裂縫持續(xù)增加，在模型上顯示出累計裂紋，起裂準(zhǔn)則關(guān)系式為：

式中：σt——拉張應(yīng)力，Pa；τ——切應(yīng)力，Pa；σn——法向壓應(yīng)力，Pa；Fs——法向切向力，Pa；φ——內(nèi)摩擦角，（°）。

1.2 礫巖單軸模型及其參數(shù)

礫巖取自于瑪湖凹陷百口泉組，埋藏深度3 109~3 259 m，礫石體積分?jǐn)?shù)30%~70%，粒徑5~70 mm。礫巖儲層孔隙度為2.1%~6.4%，滲透率0.126×10?3~0.613×10?3μm2，具有低孔、低滲的特點。通過CAD 軟件獲取礫石輪廓后，導(dǎo)入到離散元模型中，數(shù)值模型由礫石、基質(zhì)和膠結(jié)界面構(gòu)成，模型長×寬尺寸為100 mm×100 mm，見圖2。

圖2 礫巖離散元模型Fig. 2 Discrete element model of conglomerate

由于離散元數(shù)值模型中顆粒的細(xì)觀力學(xué)參數(shù)與材料的宏觀力學(xué)參數(shù)之間沒有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，因此多采用“試錯法”標(biāo)定細(xì)觀力學(xué)參數(shù)，直到模型符合宏觀力學(xué)行為[25］。礫石與基質(zhì)之間主要為泥質(zhì)膠結(jié)，強度由高至低依次為礫石、基質(zhì)、膠結(jié)，為降低問題的復(fù)雜性，本文對礫石統(tǒng)一賦值?！霸囧e法”標(biāo)定結(jié)果表明（圖3），數(shù)值模擬與室內(nèi)實驗的應(yīng)力?應(yīng)變曲線在峰值強度前及峰值強度點吻合度較好，彈性模量誤差為1.9%，峰值強度誤差為1.6%，均在合理誤差范圍內(nèi)（圖3（a））。數(shù)值模擬結(jié)果的破壞形態(tài)與室內(nèi)實驗結(jié)果一致（圖3（b）），也表明了細(xì)觀參數(shù)的合理性。

圖3 “試錯法”標(biāo)定的數(shù)值模擬與室內(nèi)實驗結(jié)果Fig. 3 Results of numerical simulation calibrated by trial?and?error method and lab experiment

1.3 水力壓裂模型

根據(jù)真實礫巖樣品的礫石分布情況，建立了細(xì)礫巖、中礫巖和粗礫巖的礫巖數(shù)值模型，礫石平均直徑分別為5、25 和60 mm。模型為邊長100 mm的正方形，模型的邊界為無流動邊界，4 個可以移動的邊界將被用于圍壓伺服的模擬，如圖4 所示。數(shù)值模型由11 806 個顆粒組成，細(xì)觀力學(xué)參數(shù)由單軸實驗標(biāo)定（表1）。

表1 數(shù)值模型細(xì)觀參數(shù)Table 1 Meso-parameters of numerical model

圖4 基于真實礫巖結(jié)構(gòu)的水力壓裂模型Fig. 4 Hydraulic fracturing model based on real conglomerate structure

1.4 模型準(zhǔn)確性驗證

為了驗證數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，用參考文獻(xiàn)[26］給出的實驗結(jié)果進行比較。數(shù)值模型的最大水平主應(yīng)力σmax與最小水平主應(yīng)力σmin分別為9 和3 MPa，與參考文獻(xiàn)保持一致。

圖5 為礫巖樣品室內(nèi)實驗和數(shù)值模擬壓裂后裂縫的擴展形態(tài)對比，數(shù)值模擬壓裂過程中裂縫在礫巖中的表現(xiàn)有4 種類型：止礫、繞礫、嵌入穿礫直至整體失穩(wěn)破壞，數(shù)值模型的結(jié)果與物理實驗基本一致。數(shù)值模型中裂縫的擴展受到裂縫與礫石之間相互作用影響進而影響裂縫擴展路徑。水力壓裂能量的增加可以保證裂縫擴展遵循最大主應(yīng)力方向，但是局部應(yīng)力集中導(dǎo)致裂縫在礫石周圍擴展，在大多數(shù)情況下礫石具有較高的力學(xué)強度導(dǎo)致穿礫現(xiàn)象較少。因此礫巖儲層在水力壓裂時，常常出現(xiàn)礫石吸引裂縫現(xiàn)象。模擬結(jié)果顯示，在礫巖壓裂過程中裂縫主要沿水平最大主應(yīng)力方向擴展（圖5（a）），并且在最大主應(yīng)力方向上基質(zhì)與礫石的膠結(jié)面擴展，可以明顯的看出裂縫存在繞礫與吸引的現(xiàn)象（圖5（b））。模擬結(jié)果與參考文獻(xiàn)[26］中物理實驗結(jié)果基本一致。

圖5 水力壓裂室內(nèi)實驗與離散元數(shù)值模擬結(jié)果對比Fig. 5 Comparison between hydraulic fracturing laboratory experiment and discrete element numerical simulation results

2 水力壓裂數(shù)值模擬

2.1 礫石強度對裂縫擴展的影響

對細(xì)、中、粗3 種不同礫巖開展壓入硬度測試，測試結(jié)果分別為395、844 和635 MPa，表明同一礫巖的礫石力學(xué)特性也存在較大差異。為了研究礫石強度對裂縫擴展的影響，保持基質(zhì)強度不變，改變礫石強度，使礫石強度比（礫石強度與基質(zhì)強度的比值）分別為1.0、1.5、2.0、2.5 和3.0。壓裂破壞后的數(shù)值模型（圖6（a））表明，水力裂縫沿最大主應(yīng)力方向延伸形成雙翼縫。在低礫石強度比情況下，裂縫容易發(fā)生穿礫行為；當(dāng)?shù)[石強度比較高時，繞礫現(xiàn)象增加，尤其在細(xì)礫巖與中礫巖中最為常見，發(fā)生這種現(xiàn)象與這兩種礫巖中礫石密度分布較高有關(guān)。裂縫在最大主應(yīng)力方向延伸時，礫石強度比越高，裂縫向前擴展難度越大，導(dǎo)致地層的破裂壓力增加（圖6（b））。因此，對于破裂壓力高低而言，本質(zhì)上是由于礫石對裂縫的阻礙作用提高了裂縫擴展所需要的能量。

圖6 不同礫石強度比條件下的數(shù)值模型、破裂壓力和各區(qū)域裂縫分布Fig. 6 Numerical model, fracture pressure and fracture distribution in each area under different gravel strength ratios

為了研究壓裂縫發(fā)生繞礫的臨界條件，通過提取基質(zhì)、礫石和膠結(jié)面中裂縫的數(shù)量，得到了基質(zhì)、礫石和膠結(jié)面不同區(qū)域裂縫數(shù)占總裂縫數(shù)比例的分布情況（圖6（c）），以此表征出不同情況下裂縫的主要擴展區(qū)域。以中礫巖為例，隨著礫石強度比的增加，膠結(jié)區(qū)域裂縫數(shù)所占比例先增大后穩(wěn)定，而礫石和基質(zhì)區(qū)域的裂縫數(shù)所占比例則先減小后穩(wěn)定。膠結(jié)區(qū)域裂縫數(shù)所占比例的增大，表明裂縫發(fā)生了較多的繞礫行為，而膠結(jié)區(qū)域裂縫數(shù)所占比例保持穩(wěn)定則表明了裂縫繞礫行為趨于穩(wěn)定。因此，在當(dāng)前模擬條件下，當(dāng)?shù)[石強度比為2.0 時，水力裂縫將由穿礫完全轉(zhuǎn)變?yōu)槔@礫。對于礫巖儲層，不僅要充分認(rèn)識礫巖整體的力學(xué)性能，還要對礫石粒徑、礫石強度特征進行充分研究，以便制定出有針對性的壓裂改造措施。

2.2 膠結(jié)強度對裂縫擴展的影響

膠結(jié)強度也是影響礫巖儲層裂縫擴展規(guī)律的重要因素。因此固定基質(zhì)和礫石強度，改變膠結(jié)強度，使膠結(jié)強度比（膠結(jié)強度與基質(zhì)強度的比值）分別為0.1、0.3、0.5、0.7 和0.9。不同膠結(jié)強度比條件下水力壓裂破壞后模型裂縫擴展情況如圖7（a）所示，當(dāng)膠結(jié)強度比較低時，井筒附近礫石受到注水壓力的影響產(chǎn)生應(yīng)力擾動，在井眼附近的膠結(jié)處產(chǎn)生微裂縫。礫石粒徑越大，越容易在井眼附近區(qū)域發(fā)生膠結(jié)破壞。隨著膠結(jié)強度比的增加，裂縫由向井筒周圍多個方向擴展多條壓裂縫轉(zhuǎn)變?yōu)檠刂阶畲笾鲬?yīng)力方向擴展的兩翼縫。此外，膠結(jié)強度比越高，地層破裂壓力也越高（圖7（b））。

圖7 不同膠結(jié)強度比條件下的數(shù)值模型、破裂壓力和各區(qū)域裂縫分布Fig. 7 Numerical model, fracture pressure and fracture distribution in each area with different cementing strength ratios

由于在研究礫石強度和膠結(jié)強度對裂縫擴展行為的影響時均采用了統(tǒng)一的基質(zhì)強度，膠結(jié)強度比從0.1 增加到0.9 時，地層破裂壓力增加了5.55 MPa，而礫石強度比從1.0 增加到3.0 時，地層破裂壓力增加了1.4 MPa，從單位強度變化對地層破裂壓力的影響看，膠結(jié)強度對地層破裂壓力的影響更加顯著。

按照相同的方式分析不同膠結(jié)強度比影響下的裂縫繞礫臨界情況，基質(zhì)、礫石和膠結(jié)面各區(qū)域裂縫數(shù)量占裂縫總數(shù)的比例分布如圖7（c）所示。當(dāng)膠結(jié)強度比從0.1 增加至0.5 時，膠結(jié)區(qū)域裂縫數(shù)所占比例快速減小，而基質(zhì)和礫石區(qū)域的裂縫數(shù)所占比例出現(xiàn)增大，當(dāng)膠結(jié)強度比大于0.5 時，膠結(jié)區(qū)域裂縫數(shù)所占比例趨于穩(wěn)定。因此，當(dāng)膠結(jié)強度約為基質(zhì)強度的一半時，是裂縫繞礫與穿礫行為的臨界值。但這并不代表在壓裂過程中需要盡可能選擇低膠結(jié)強度的礫巖儲層，如果膠結(jié)強度過低，如膠結(jié)強度比為0.1 情況下，大量裂縫形成于礫石與基質(zhì)交界處，導(dǎo)致巖體結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定性，在后續(xù)開發(fā)中容易出現(xiàn)出砂等復(fù)雜工況。因此礫巖儲層制定壓裂施工方案時應(yīng)選擇礫石粒徑較小、具有一定膠結(jié)強度的地層，既保證了裂縫網(wǎng)絡(luò)的建造質(zhì)量，又有利于延長油井的生產(chǎn)時間。

2.3 水平應(yīng)力差對裂縫擴展的影響

為了研究水平應(yīng)力差Δσ（最大水平主應(yīng)力σmax與最小水平主應(yīng)力σmin之間的差值）對裂縫擴展的影響，建立了5 種不同水平應(yīng)力差邊界條件，見表2。

表2 數(shù)值模型水平應(yīng)力及應(yīng)力差Table 2 Horizontal principal stress and stress difference of numerical model MPa

圖8（a）為不同應(yīng)力差條件下破壞后模型的裂縫擴展形態(tài)。從圖8（a）可以看出，水平應(yīng)力差對裂縫擴展的影響顯著，在水平應(yīng)力差為1 MPa時，地應(yīng)力對裂縫的影響最弱，模型在井筒周圍形成了3 條主裂縫，由于礫石的存在使裂縫發(fā)生轉(zhuǎn)向。隨著水平應(yīng)力差的增加，地應(yīng)力對水力裂縫的影響逐漸增大，水力裂縫開始逐漸向最大水平主應(yīng)力方向擴展，在井筒周圍產(chǎn)生2 條主裂縫，非最大水平主應(yīng)力方向的裂縫逐漸消失。

圖8 不同水平應(yīng)力差條件下的數(shù)值模型、破裂壓力和各區(qū)域裂縫分布Fig. 8 Numerical model, fracture pressure, and fracture distribution in each area with different horizontal stress differences

圖 9 不同無因次裂縫長和無因次破裂壓力條件下的儲層可壓裂指數(shù)Fig. 9 Reservoir fractability index with different dimensionless fracture lengths and dimensionless fracture pressures

從不同水平應(yīng)力差條件下的破裂壓力變化情況來看圖8（b），破裂壓力與水平應(yīng)力差呈負(fù)相關(guān)性，主要原因是裂縫在沿著最大水平主應(yīng)力方向擴展過程中，裂縫一方面需要克服巖石顆粒與顆粒之間的黏結(jié)強度，另一方面需要克服最小水平主應(yīng)力的影響，表現(xiàn)出破裂壓力隨水平主應(yīng)力的減小而增加的現(xiàn)象。

不同區(qū)域裂縫數(shù)占總裂縫數(shù)的比例隨應(yīng)力差的變化表現(xiàn)為3 個階段（圖8（c））。在第1 個階段，當(dāng)應(yīng)力差低于7 MPa 時，分布在礫石、基質(zhì)和膠結(jié)區(qū)域的裂縫數(shù)量所占比例相對穩(wěn)定，說明裂縫形態(tài)沒有發(fā)生較大的變化；在第2 個階段，當(dāng)應(yīng)力差大于7 MPa 但小于11 MPa 時，膠結(jié)區(qū)域的裂縫數(shù)所占比例逐漸減小，礫石區(qū)域的裂縫所占比例穩(wěn)定增加，表明繞礫行為減少，穿礫行為增加；在第3 個階段，當(dāng)應(yīng)力差增大到15 MPa 時，對于一般地層來說，應(yīng)力差相當(dāng)大，裂縫傳播方向穩(wěn)定，形態(tài)單一，不利于形成復(fù)雜的縫網(wǎng)。

3 主控因素及壓裂改造效果

韓珊等[27‐28］利用隨機森林定量分析了壓裂產(chǎn)能的主控因素，得出了壓裂改造中各因素對油氣產(chǎn)能的重要程度。本文利用離散元數(shù)值模擬結(jié)果，基于隨機森林算法以膠結(jié)強度比、粒徑、礫石強度、水平應(yīng)力差等變量作為因素，以數(shù)值模型中的壓裂后無因次裂縫長為目標(biāo)變量，計算出各個因素對目標(biāo)變量的重要程度（表3）。計算結(jié)果表明，膠結(jié)強度比和水平應(yīng)力差對壓裂縫長的重要程度較高而礫石粒徑和礫石強度比對壓裂縫長的影響相對較小。

表3 各因素與壓裂縫長關(guān)聯(lián)度Table 3 Correlation between various factors and hydraulic fracture length

在分析各因素對壓裂效果影響的基礎(chǔ)上，利用層次分析法確定膠結(jié)強度比、水平應(yīng)力差和礫石粒徑3 個因素的權(quán)重，從而對儲層可壓裂性作出評價。采用層次分析法對可壓裂效果的影響因素進行正向或負(fù)向歸一化處理，使之所有影響因素與壓裂縫長呈正相關(guān)，即經(jīng)歸一化處理后的因素越大，壓裂縫延伸越長。在歸一化處理的基礎(chǔ)上通過兩兩因素對比衡量各因素的權(quán)重，采用1—9 和其對應(yīng)的倒數(shù)作為各因素的權(quán)重[29‐30］，建立層次分析矩陣，構(gòu)建出可壓裂性指數(shù)判斷矩陣（表4）。在此基礎(chǔ)上利用層次分析理論中的特征向量法計算出各因素權(quán)重，膠結(jié)強度比、水平應(yīng)力差和礫石粒徑的權(quán)重分別為0.493、0.311、0.196。

表4 儲層可壓裂性判斷矩陣Table 4 Reservoir fracability determination matrix

基于層次分析法考慮膠結(jié)強度比、水平應(yīng)力差和礫石粒徑等因素的影響，儲層可壓裂性指數(shù)計算模型為

式中：FI——儲層可壓裂指數(shù)；σce——歸一化膠結(jié)強度；Δσg——歸一化水平應(yīng)力差；d——歸一化礫石粒徑。

基于離散元模擬結(jié)果，根據(jù)建立的可壓裂性指數(shù)計算模型，儲層可壓裂性指數(shù)與無因次裂縫長存在較好的相關(guān)性（圖9（a））。同時，可壓裂性指數(shù)與無因次破裂壓力也存在較好的相關(guān)性（圖9（b））。即可壓裂性指數(shù)越高，巖石越容易破裂，說明所構(gòu)建的權(quán)重系數(shù)具有一定的可靠性。

在以上研究的基礎(chǔ)上，通過研究區(qū)已壓裂試油資料進一步分析儲層可壓裂性的影響因素。比采油指數(shù)是單位壓差下每米地層的產(chǎn)量，能較好地表征單井儲層物性和壓裂改造的效果。

研究區(qū)某井的比采油指數(shù)與水平應(yīng)力差和單軸抗壓強度關(guān)系如圖10 所示。由圖10（a）可以看出，比采油指數(shù)呈現(xiàn)出隨著水平應(yīng)力差的增大而減小的變化趨勢，表明在相對較低比采油指數(shù)情況下，儲層自身的滲透性能低，其滲透性主要是依靠于壓裂改造形成裂縫。因此，低比采油指數(shù)下，適合在低水平應(yīng)力差的地層進行壓裂改造，從而提高儲層的滲透性。

圖10 不同水平應(yīng)力差和單軸抗壓強度條件下的比采油指數(shù)Fig. 10 Specific productivity index with different horizontal stress difference and uniaxial compressive strength

從圖10（b）可以看出，隨著儲層礫巖單軸抗壓強度的增加，比采油指數(shù)隨之減小，S.Luo 等[31］研究發(fā)現(xiàn)礫巖膠結(jié)強度與單軸抗壓強度呈正相關(guān)關(guān)系。結(jié)合壓裂模型可知，礫巖儲層的膠結(jié)強度較低時，容易形成復(fù)雜縫網(wǎng)，有利于提高壓裂后產(chǎn)能。因此，在制定具體壓裂施工方案時，應(yīng)充分考慮礫巖儲層地應(yīng)力特征及力學(xué)特性，制定合適的壓裂方案，以達(dá)到提高采收率、降低開采成本的目的。

4 結(jié) 論

（1）較大粒徑的礫石對裂縫的擴展具有明顯的抑制作用，裂縫容易出現(xiàn)分叉和轉(zhuǎn)向；礫石粒徑較小時，壓裂縫以繞礫為主；礫石的強度越高對裂縫的屏蔽作用越明顯，越容易出現(xiàn)繞礫現(xiàn)象。

（2）礫石與基質(zhì)膠結(jié)面的強度對裂縫擴展起到重要作用，膠結(jié)強度比較低時膠結(jié)面對裂縫的“吸引”作用增加，同時起裂壓力降低，水力裂縫縫網(wǎng)較復(fù)雜。

（3）當(dāng)水平應(yīng)力差較小時，裂縫繞礫現(xiàn)象較為明顯，在繞過遠(yuǎn)場礫石前或后時出現(xiàn)較為明顯的分叉現(xiàn)象；當(dāng)水平應(yīng)力差較大時，裂縫沿最大水平主應(yīng)力方向擴展，穿礫現(xiàn)象增加，使裂縫擴展方向始終沿著最大水平主應(yīng)力方向，地層起裂壓力隨之減小。

（4）通過隨機森林對影響因素重要程度分析并利用層次分析法構(gòu)建可壓裂性指數(shù)計算模型。結(jié)果表明，膠結(jié)強度比、水平應(yīng)力差對壓裂縫長影響明顯，對儲層進行壓裂改造時應(yīng)綜合考慮儲層的地應(yīng)力特征及儲層巖石的力學(xué)特性以實現(xiàn)降本增效。