干熱巖致密且天然裂縫發(fā)育,能否有效激活天然裂縫、剪切滑移成網(wǎng)、提高儲層連通性是干熱巖熱儲獲得良好改造效果的關(guān)鍵。其關(guān)鍵科學(xué)問題是裂縫剪切滑移的熱-流-固耦合作用機(jī)制。針對這一關(guān)鍵科學(xué)問題,采用擬三軸壓裂物模實(shí)驗(yàn)、理論建模和數(shù)值分析等方法,以干熱巖中的花崗巖為研究對象,開展如下研究:室內(nèi)實(shí)驗(yàn)單條傾斜裂縫在原始地應(yīng)力、縫內(nèi)流體壓力和高溫聯(lián)合作用下的剪切滑移過程,獲得了裂縫滑移距離和剪應(yīng)力隨裂縫傾角、水平地應(yīng)力差、壓裂液與巖石溫度差、縫面粗糙度等關(guān)鍵影響因素的變化規(guī)律;建立了考慮熱-流-固耦合作用的干熱巖壓裂裂縫剪切滑移模型,綜合考慮熱儲層與壓裂液換熱、原地應(yīng)力、裂縫面摩擦系數(shù)等原位參數(shù),獲得了裂縫剪切滑移距離和滑移速度變化特征,揭示了熱應(yīng)力、熱儲巖石力學(xué)性質(zhì)、縫內(nèi)流體壓力等關(guān)鍵因素對極限滑移距離的影響規(guī)律。結(jié)果表明:干熱巖壓裂裂縫的起裂模式包括張性起裂和剪切起裂兩種,主要受裂縫面所受剪應(yīng)力與正應(yīng)力比值控制,即比值越小,越易于剪切起裂,無論何種起裂方式,裂縫起裂后均會立即剪切滑移;根據(jù)裂縫剪切滑移距離隨時(shí)間變化規(guī)律可知,干熱巖裂縫剪切滑移分為四個(gè)階段:裂縫起裂階段、加速滑動階段、穩(wěn)定滑動階段...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1單條裂縫的剪切滑移過程

與設(shè)計(jì)中賦存大量尺度不等的天然裂縫，除斷層外，均可看作是非貫通裂縫（內(nèi)嵌式裂縫）。當(dāng)水裂縫內(nèi)流體壓力急劇升高，其結(jié)果是裂縫面有因子升高。同時(shí)壓裂液與熱儲層的溫度差可引有效正應(yīng)力和剪切力。因此，干熱巖天然裂縫合作用下發(fā)生剪切滑移。實(shí)際熱儲層中由于裂移，且相互影響，作用機(jī)制十分復(fù)雜。....

圖2.2實(shí)驗(yàn)原理示意圖

圖2.2實(shí)驗(yàn)原理示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofexperimentalprincip分析與剪切滑移量計(jì)算切滑移過程中，裂縫面受到正應(yīng)力和剪應(yīng)力式如下：221cn1c1σsincos21τsin22PP....

圖2.3裂縫剪切滑移量和傳感器示意圖

圖2.3裂縫剪切滑移量和傳感器示意圖Fig.2.3Schematicdiagramofcrackshearslipanddisplacementsensor.1.3實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)為模擬干熱巖熱儲層所受溫度和地應(yīng)力狀態(tài)、粗糙裂縫面、裂縫傾角等真境，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置....

圖2.4高溫高壓巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)

圖2.4高溫高壓巖石三軸試驗(yàn)系統(tǒng)Fig.2.4High-temperature,high-pressurerocktriaxialtestingsystem該試驗(yàn)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)地?zé)醿迎h(huán)境模擬。其中，軸向壓力通過閉環(huán)伺服控制實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)或動態(tài)加載。軸向最大載荷150....

本文編號：3958709