本文針對(duì)增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)中的溫度-滲流-應(yīng)力-斷裂、損傷（THMD）多場(chǎng)耦合問(wèn)題，在原有程序TOUGHREACT-FALC3D的基礎(chǔ)上，依據(jù)國(guó)內(nèi)外水力壓裂相關(guān)理論，利用FISH+FORTRAN語(yǔ)言，開發(fā)了斷裂、損傷的模塊、滲流模塊，實(shí)現(xiàn)干熱巖工程中的壓裂及水熱交換過(guò)程。程序較全面的考慮了水力壓裂的張拉、剪切破壞及裂縫擴(kuò)展、連通規(guī)律，通過(guò)各個(gè)參數(shù)之間調(diào)整傳遞，比較真實(shí)的反映了實(shí)際模型的客觀物理過(guò)程。此外做了大量的室內(nèi)試驗(yàn)，為模型模擬提供了數(shù)據(jù)參考。利用開發(fā)的程序，建立了室內(nèi)模型試驗(yàn)及大慶徐家圍子場(chǎng)地模型，通過(guò)與試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比及場(chǎng)地模型模擬，驗(yàn)證了程序的準(zhǔn)確性及適用性、可移植性，并且通過(guò)商業(yè)軟件進(jìn)行了并對(duì)干熱巖（EGS）項(xiàng)目壓裂擴(kuò)展規(guī)律及水熱產(chǎn)出進(jìn)行了分析。為以后相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶋H工程中（THMD）多場(chǎng)耦合數(shù)值模擬計(jì)算提供理論依據(jù)及方法支持。

【文章頁(yè)數(shù)】：156 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
論文所獲資助
內(nèi)容提要
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及選題
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 選題依據(jù)
    1.2 國(guó)內(nèi)外增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 地?zé)豳Y源概述
        1.2.2 地?zé)豳Y源利用情況
        1.2.3 干熱巖資源概述
        1.2.4 國(guó)外干熱巖資源開采狀況
        1.2.5 我國(guó)干熱巖發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 水力壓裂模型研究狀況
        1.3.1 國(guó)內(nèi)外水力壓裂模型研究狀況
        1.3.2 水力壓裂的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.3 滲流損傷在水力壓裂中的研究現(xiàn)狀
    1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.4.1 技術(shù)路線
        1.4.2 技術(shù)方法
    1.5 本文創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)人工壓裂的力學(xué)理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 巖石的孔隙性質(zhì)
        2.2.1 基本概念
        2.2.2 孔隙性
    2.3 巖石中的有效應(yīng)力原理及裂隙巖體的水力特性
        2.3.1 有效應(yīng)力原理
        2.3.2 裂隙巖體的水力特性
    2.4 巖體的滲透張量隨裂縫的損傷斷裂的演化
        2.4.1 壓剪狀態(tài)下的滲透張量的演化
        2.4.2 拉剪狀態(tài)下的滲透張量的演化
    2.5 滲流計(jì)算分析
        2.5.1 擬連續(xù)巖體介質(zhì)下的滲流模型
        2.5.2 離散裂隙介質(zhì)下的滲流模型
    2.6 力學(xué)計(jì)算分析
    2.7 損傷斷裂分析
        2.7.1 損傷斷裂的變形分析
        2.7.2 損傷斷裂的計(jì)算研究
    2.8 TOUGHREACT 和 FLAC^3D中的控制方程
        2.8.1 TOUGHREACT 中的控制方程
        2.8.2 FLAC^3D中的控制方程
        2.8.3 FLAC^3D中的滲流計(jì)算理論
    2.9 本章小結(jié)
第3章 EGS-THMD 耦合壓裂模擬程序的研發(fā)及驗(yàn)證
    3.1 概述
    3.2 TOUGHREACT-FLAC^3D斷裂、損傷模塊
        3.2.1 程序耦合設(shè)計(jì)研究
    3.3 程序測(cè)試驗(yàn)證
        3.3.1 裂縫寬度與滲透率轉(zhuǎn)化對(duì)比研究
        3.3.2 數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷尿?yàn)證對(duì)比
    3.4 本章小節(jié)
第4章 研究區(qū)干熱巖資源概況
    4.1 中國(guó)的干熱巖資源
        4.1.1 大地?zé)崃髦?br>        4.1.2 深部溫度分布格局
        4.1.3 中國(guó)大陸干熱巖資源量及其分布
        4.1.4 靶區(qū)遴選
    4.2 松遼盆地地?zé)岬刭|(zhì)特征
        4.2.1 區(qū)域地理位置
        4.2.2 區(qū)域構(gòu)造特征
        4.2.3 地溫場(chǎng)分布特征
    4.3 徐家圍子地?zé)岬刭|(zhì)特征
        4.3.1 地質(zhì)及構(gòu)造特征
        4.3.2 儲(chǔ)層流體特征
        4.3.3 地溫場(chǎng)特征
        4.3.5 干熱巖資源量評(píng)估
    4.4 本章小結(jié)
第5章 巖石材料的物理及力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 巖石斷裂韌度研究
    5.3 巖石熱物理指標(biāo)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
    5.4 巖石抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)測(cè)試(劈裂法)
    5.5 孔隙度及滲透率測(cè)試
    5.6 掃描電鏡研究
    5.7 巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)力學(xué)參數(shù)研究分析
    5.8 聲波特性測(cè)試
    5.9 水力壓裂試驗(yàn)
    5.10 本章小結(jié)
第6章 增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的數(shù)值模擬及分析
    6.1 概述
    6.2 儲(chǔ)層特征和改造模型數(shù)值模擬
        6.2.1 儲(chǔ)層特征
        6.2.2 采用 E-StimPlan 軟件進(jìn)行壓裂模擬
    6.3 基于開裂模型的水熱數(shù)值模擬
    6.4 TOUGHREACT-FLAC^3D斷裂-損傷模塊模擬器在該場(chǎng)地的模擬研究
        6.4.1 根據(jù)以上場(chǎng)地的資料和數(shù)據(jù)建模及分析研究
    6.5 雙壓裂人工熱儲(chǔ)結(jié)構(gòu)分析對(duì)比研究
    6.6 本章小節(jié)
第7章 結(jié)論及建議
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參與的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3756307