【摘要】：作為無水壓裂技術的爆燃壓裂可在頁巖儲層周圍形成多條徑向裂縫,實現對頁巖儲層的縫網改造,有利于我國頁巖氣的高效開發(fā)。針對頁巖氣儲層脆性礦物含量高、非均質性強和天然裂縫發(fā)育等特征,結合爆燃壓裂技術特點,本研究基于室外實驗和數值模擬探究頁巖氣爆燃壓裂裂縫擴展規(guī)律。擬采用四川盆地地區(qū)頁巖為研究對象,在充分借鑒和吸取前人研究成果的基礎上,以霍普金森桿壓縮試驗為基礎,得到頁巖的相關力學參數并根據試驗所得應力應變曲線擬合出合適的頁巖力學模型參數,從而運用LS-DYNA模擬出頁巖在不同火藥量、多級起爆等條件下爆燃壓裂裂縫的擴展模式,分析出影響頁巖裂縫擴展模式的主要因素,從而為提高單井頁巖氣產量提供理論依據。主要內容和結論如下:(1)對頁巖進行常溫、60°C、90°C、120°C、150°C五組溫度,0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa三組氣壓下的霍普金森桿壓縮實驗,得到了頁巖在相同應變率、不同溫度下以及相同溫度、不同應變率的應力應變曲線。并對頁巖進行了CT掃描實驗,可得頁巖因其內部空隙、裂縫、節(jié)理等缺陷的存在,不同應變率下頁巖的應力-應變曲線差異較大;在本次實驗的溫差范圍內,隨著溫度的升高,試件的峰值應力、極限應變無明顯變化,溫度對頁巖的應力-應變曲線沒有較大影響。(2)在LS-DYNA軟件中選取合適的頁巖力學模型,根據頁巖霍普金森壓縮實驗結果,驗證模型參數以及選取模型的適用性以及合理性。(3)基于已驗證的模型參數,采用LS-DYNA數值模擬,探討不同火藥量、多級脈沖等因素對頁巖爆燃壓裂下裂縫擴展的影響規(guī)律�；鹚幜吭礁�,裂縫的擴展生長越快,但只有選取合適的火藥量,才能使裂縫擴展縫網更為合理切不至于由于峰值壓力過大而破壞頁巖儲存;通過多級起爆的方式,可使頁巖儲層裂縫擴展模式盡可能滿足開采需要;單點起爆相對于多點同時起爆能產生的裂縫更長且能產生更多的徑向裂縫。本文研究結果可為頁巖氣藏水平井爆燃壓裂工藝設計、參數控制及優(yōu)化提供相關指導,具有重要的理論價值。
【圖文】：

1 緒論施的井深已經超過 3500m，應用的地層可從砂巖、粉砂巖到變質巖。此項壓成功率大多達到 100%，使單井油田的增產倍數達到 2 倍以上，效果好的甚至上。爆燃壓裂作為爆炸壓裂的衍生品，其大致原理類似于爆炸壓裂。但相較于爆載速率快、作用時間短等特點，爆燃壓裂的作用時間相對較長，加載速率相相比于頁巖氣開發(fā)初期常用的水力壓裂，其能形成更多的徑向裂縫，且不會裂一樣易形成井崩。三種壓裂方式形成的裂縫模式大概如下圖 1-1，可以看到主要形成雙翼較長裂縫，爆燃壓裂可形成多條較長裂縫，爆炸壓裂易形成短表 1-1 為幾種壓裂形式主要參數指標。

西南科技大學碩士學位論文○3 不同的爆燃壓裂技術也會影響頁巖裂縫的擴展。采取○1 的網格尺寸以及○2 中合火藥量，在其他因素相同的情況下，對頁巖爆燃壓裂的單一脈沖與多級脈沖技術模擬，，通過比較裂紋擴展模式，揭示了多級起爆壓裂下頁巖爆燃壓裂的裂紋擴展。 技術路線采用室內試驗、理論分析與數值模擬等手段并用的方法開展工作。其技術路線如1-2：
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE377

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