本文關(guān)鍵詞：煤巖力學(xué)性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬及應(yīng)用探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤巖氣藏具有開發(fā)深度淺、勘探風(fēng)險小、投資少、見效快的特點，已成為非常規(guī)油氣藏開發(fā)中最為活躍的領(lǐng)域之一。由于煤層氣單井產(chǎn)能低，單井必須壓裂才能見產(chǎn)，因此掌握煤巖的巖石力學(xué)性質(zhì)，是煤層氣開發(fā)領(lǐng)域的一大基礎(chǔ)理論。 本文應(yīng)用基于應(yīng)用巖石力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)，計算機(jī)模擬基礎(chǔ)上，研究了考慮煤巖割理、層理、煤巖埋藏條件等對煤巖力學(xué)性質(zhì)的影響。由于離散元法適用于不連續(xù)巖體的應(yīng)力分析，在對煤巖體結(jié)構(gòu)特征詳細(xì)分析后，建立了理想煤巖體結(jié)構(gòu)模型。在對煤巖體試件的室內(nèi)單軸、三軸壓縮試驗結(jié)果基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的離散元數(shù)值擬合試驗，獲得煤巖力學(xué)細(xì)觀參數(shù)，實現(xiàn)對煤巖力學(xué)性質(zhì)的確定；再進(jìn)行不同參數(shù)對煤巖體力學(xué)性質(zhì)的研究，綜合分析煤巖的力學(xué)性質(zhì)。 本文主要研究成果： （1）在大量國內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，對煤巖儲層特征、構(gòu)造特征、力學(xué)特征、離散元數(shù)值模擬方法進(jìn)行了系統(tǒng)深入地分析研究，為煤巖力學(xué)性質(zhì)的離散元模擬研究奠定了基礎(chǔ)。 （2）對煤巖試件進(jìn)行CT掃描，獲得煤巖割理層理特征；對煤巖體試件進(jìn)行室內(nèi)單軸、三軸壓縮試驗，以獲得煤巖強(qiáng)度及變形特征參數(shù)為依托，分析煤巖體力學(xué)特征，為煤巖離散元數(shù)值模擬奠定基礎(chǔ)。 （3）文章研究離散元微觀顆粒材料的生成過程，模擬煤巖巴西劈裂試驗?zāi)Ｐ秃蛿M三維壓縮條件下的力學(xué)性狀，將煤巖體微細(xì)觀結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)反應(yīng)緊密地聯(lián)系起來。 （4）進(jìn)行不同參數(shù)對煤巖力學(xué)性質(zhì)的影響研究分析。分析了不同摩擦系數(shù)、加載速率、顆粒大小、圍壓的數(shù)值試驗等因素對煤巖巖石力學(xué)的影響。從破壞形態(tài)、裂紋空間形態(tài)和位置方面定性分析了它們對煤巖試件破壞形態(tài)和力學(xué)特征的影響。
【關(guān)鍵詞】：煤巖儲層 力學(xué)性質(zhì) 離散元 顆粒流 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P618.11;TD315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 前言9-16
• 1.1 問題的提出及研究的意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國內(nèi)外煤巖儲層力學(xué)性質(zhì)研究10-11
• 1.2.2 顆粒離散元法的研究進(jìn)展11-13
• 1.2.3 離散元顆粒流方法的應(yīng)用13-14
• 1.3 主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線14-15
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14
• 1.3.2 研究的技術(shù)路線14-15
• 1.4 論文主要成果15-16
• 第2章 煤儲層特征評價分析16-38
• 2.1 煤儲層孔隙結(jié)構(gòu)特征16-28
• 2.1.1 煤巖基質(zhì)孔隙特征18-22
• 2.1.2 煤巖割理裂隙特征22-26
• 2.1.3 煤層滲透性26-27
• 2.1.4 煤層飽和度27-28
• 2.2 煤儲層割理特征描述28-32
• 2.2.1 割理的類型29-30
• 2.2.2 割理的評價30-31
• 2.2.3 影響割理發(fā)育程度的因素31-32
• 2.3 割理 CT 掃描研究分析32-38
• 2.3.1 CT 掃描儀簡介32-33
• 2.3.2 割理 CT 掃描結(jié)果33-38
• 第3章 煤巖基本力學(xué)性質(zhì)測試分析38-46
• 3.1 煤層基本力學(xué)參數(shù)38-40
• 3.2 單軸、三軸壓縮條件下煤巖力學(xué)性質(zhì)特征分析40-46
• 3.2.1 煤巖單軸巖石力學(xué)性質(zhì)測試40-43
• 3.2.2 煤巖三軸巖石力學(xué)性質(zhì)測試43-46
• 第4章 離散元法介紹46-57
• 4.1 軟件簡介46-51
• 4.1.1 離散元的基本特點和求解步驟47-49
• 4.1.2 離散元模型的基本假定和單元計算的基本思路49-50
• 4.1.3 離散元與傳統(tǒng)的數(shù)值方法比較50-51
• 4.2 離散元法的基本原理51-57
• 4.2.1 力與位移關(guān)系51-53
• 4.2.2 運(yùn)動法則53-54
• 4.2.3 接觸本構(gòu)關(guān)系54-57
• 第5章 煤巖物理力學(xué)性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬57-77
• 5.1 離散元數(shù)值模擬煤巖顆粒的生成57-62
• 5.1.1 建模理論依據(jù)57-58
• 5.1.2 模擬煤巖參數(shù)的選擇58-59
• 5.1.3 顆粒材料的生成過程59-62
• 5.2 煤巖巴西劈裂的離散元模擬62-65
• 5.2.1 巴西試驗?zāi)M模型的建立62-63
• 5.2.2 巴西劈裂的模擬結(jié)果63-65
• 5.3 煤巖擬三維壓縮試驗的離散元模擬65-68
• 5.3.1 擬三維壓縮試驗?zāi)Ｐ偷慕?/span>65-67
• 5.3.2 擬三維壓縮試驗的模擬結(jié)果67-68
• 5.4 不同參數(shù)對煤巖力學(xué)性質(zhì)的影響研究68-75
• 5.4.1 不同摩擦系數(shù)的影響68-70
• 5.4.2 不同加載速率的影響70-71
• 5.4.3 不同顆粒大小的影響71-73
• 5.4.4 不同圍壓的影響73-75
• 5.5 使用離散元方法模擬煤巖力學(xué)特性的應(yīng)用探討75-77
• 結(jié)論及建議77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張素新,肖紅艷;煤儲層中微孔隙和微裂隙的掃描電鏡研究[J];電子顯微學(xué)報;2000年04期

2 孫培德,鮮學(xué)福,錢耀敏;煤體有效應(yīng)力規(guī)律的實驗研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;1999年02期

3 姜德義,張廣洋,胡耀華,劉立平;有效應(yīng)力對煤層氣滲透率影響的研究[J];重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1997年05期

4 楊洋;唐壽高;;顆粒流的離散元法模擬及其進(jìn)展[J];中國粉體技術(shù);2006年05期

5 楊衛(wèi);細(xì)觀力學(xué)和細(xì)觀損傷力學(xué)[J];力學(xué)進(jìn)展;1992年01期

6 朱萬成,唐春安,趙啟林,卓家壽;混凝土斷裂過程的力學(xué)模型與數(shù)值模擬[J];力學(xué)進(jìn)展;2002年04期

7 趙志根,唐修義;低溫氮吸附法測試煤中微孔隙及其意義[J];煤田地質(zhì)與勘探;2001年05期

8 盧淵;伊向藝;楊智;張浩;管保山;;煤巖應(yīng)力敏感性的有限元數(shù)值模擬[J];煤田地質(zhì)與勘探;2011年02期

9 張玉濤;王德明;仲曉星;;煤孔隙分形特征及其隨溫度的變化規(guī)律[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2007年11期

10 郝琦;;煤的顯微孔隙形態(tài)特征及其成因探討[J];煤炭學(xué)報;1987年04期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 郭大浩;煤層氣井?dāng)?shù)值模擬研究[D];成都理工大學(xué);2004年

2 付玉;煤層氣儲層數(shù)值模擬研究[D];西南石油學(xué)院;2004年

  本文關(guān)鍵詞：煤巖力學(xué)性質(zhì)的離散元數(shù)值模擬及應(yīng)用探討，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：284908