發(fā)布時間：2017-11-11 13:11

  本文關鍵詞：基于離散元法的水力壓裂數值模擬

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【摘要】：不同條件下水壓裂隙的發(fā)展特性對有效開采頁巖氣具有重要的指導作用。針對巖體在微觀上為顆粒和孔隙的結構系統(tǒng),提出離散元水力壓裂數值模擬方法,離散元能量轉化和能量守恒計算方法,建立了相應的三維離散元模型。采用自主研發(fā)的三維離散元模擬軟件Mat DEM3D,通過控制模型的豎向應變與顆粒直徑,來模擬地層中的應力與壓裂速率的變化。模擬結果表明:(1)水力壓裂產生裂隙的數量和方向受巖石的各向異性,壓力狀態(tài)和變化速率所影響。(2)裂隙在壓縮波傳播時發(fā)展,當水壓力高速增加時,誘發(fā)的裂隙數量增多,并且有效能量(斷裂熱)百分比也隨之增加,壓裂作用也變得更明顯。(3)當豎向應變?yōu)榱銜r,50%的裂隙呈垂直狀態(tài),當豎向應變?yōu)?1×10-4時,裂隙趨于沿著最大壓力方向發(fā)展,豎向裂隙的百分率增大。數值模擬和能量分析為定量地研究巖石水力壓裂過程提供了一個新的方法。
【作者單位】： 南京大學地球科學與工程學院;國土資源部地裂縫地質災害重點實驗室江蘇省地質調查研究院;南京大學(蘇州)高新技術研究院;
【基金】：國家自然科學基金青年項目(41302216) 江蘇省自然科學基金青年項目(BK20130377) 江蘇省科技支撐計劃(BE2013115)資助
【分類號】：TE377
【正文快照】： 2.國土資源部地裂縫地質災害重點實驗室,江蘇省地質調查研究院,南京2100493.南京大學(蘇州)高新技術研究院,蘇州215123_____________________________Correpsponding author:LIU Chun,Associate Professor,E-mail:chunliu@nju.edu.cn1引言頁巖氣主要成分是甲烷,是一種高效、清

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