【摘要】：水力壓裂是油氣生產(chǎn)中的一種增產(chǎn)增注工藝措施。關(guān)于水力壓裂的研究,集中在開裂理論,裂紋起裂和裂紋擴(kuò)展。權(quán)函數(shù)法在求解裂紋強(qiáng)度因子時(shí),將影響應(yīng)力強(qiáng)度因子的幾何和荷載兩個變量分離,一旦確定了權(quán)函數(shù)就可以計(jì)算任意荷載下,裂紋尖端的強(qiáng)度因子,具有高效,靈活等特點(diǎn)。本文基于權(quán)函數(shù)法和最大周向應(yīng)力準(zhǔn)則,建立了對稱雙縫和單縫模型裂紋的斷裂判據(jù),并取得了試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果的驗(yàn)證。利用Matlab軟件編輯臨界水壓和臨界起裂角的求解程序,分析了不同參數(shù)對模型射孔的起裂特性。借助有限元軟件ANSYS,模擬不同參數(shù)組合下,對稱雙縫和單縫模型裂紋在射孔傾角為45°時(shí)的裂紋擴(kuò)展軌跡,分析井筒水壓,模型側(cè)壓系數(shù),射孔長度,和裂紋內(nèi)水壓折減系數(shù)對裂紋擴(kuò)展軌跡的影響,并對比在相同參數(shù)下,對稱雙縫和單縫模型之間的起裂和擴(kuò)展特性。研究結(jié)果表明,在射孔傾角較小和a/R參數(shù)較大的范圍內(nèi),臨界水壓隨著模型側(cè)壓系數(shù)和系數(shù)a/R的增大而減小,較大射孔傾角和較小a/R參數(shù)范圍內(nèi)則有相反的規(guī)律。裂紋臨界起裂角隨著主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)和參數(shù)a/R的增大而增大,而高水壓破壞了裂紋開裂角的對稱性。井筒水壓和裂紋內(nèi)水壓折減系數(shù)越小,模型主應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)越大,裂紋擴(kuò)展軌跡越能快速地從45°趨近于水平主應(yīng)力方向開裂,而射孔長度對裂紋擴(kuò)展軌跡的影響不明顯。對稱雙縫和單縫模型的裂紋在起裂和擴(kuò)展特性上具有相似規(guī)律。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O346.1;TE357.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2663949