既有裂缝下高压电脉冲-水力压裂联合破岩裂缝演化

来源：上海理工大学学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：饶平平，袁璐，宁肯，崔纪飞

单位：上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093,上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093,上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093,上海理工大学 环境与建筑学院，上海 200093

摘要：针对高压电脉冲-水力压裂联合技术在遇到胶结型天然裂缝时致裂效果受限的问题，基于能量释放率理论，构建了包含胶结型天然裂缝的高压电脉冲-水力压裂联合破岩流-固耦合模型，考虑胶结型天然裂缝与水力裂缝的相互作用，研究了不同主应力差、水力裂缝与天然裂缝相交角度和电压对裂缝扩展的影响。结果表明：在主应力差小于10 MPa、相交角度小于30°的条件下，与传统水力压裂相比，高压电脉冲使裂缝宽度增加约25%；低主应力差时，水力裂缝沿天然裂缝扩展，高主应力差时则穿过天然裂缝并沿最大主应力方向延伸；相交角度较小时，天然裂缝更易被开启并沿其方向扩展；电压在1～5 kV范围内，裂缝宽度总增幅约94%，天然裂缝更易被开启。研究结果可为高压电脉冲-水力压裂技术在实际工程中的应用提供理论依据和技术支持，以提高复杂地层中资源的开采效率。

关键词：高压电脉冲破岩;水力压裂;能量释放率;天然裂缝;裂缝演化

基金资助：国家自然科学基金资助项目（42077435，42377171）