發(fā)布時間：2017-06-28 20:15

  本文關(guān)鍵詞：頁巖氣開發(fā)中的幾個關(guān)鍵現(xiàn)代力學(xué)問題，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：伴隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代力學(xué)的研究進(jìn)入了一個新的階段.本文將錢學(xué)森先生介紹的現(xiàn)代力學(xué)概念賦予了新的內(nèi)涵,概括了現(xiàn)代力學(xué)的研究主體、研究方法和主要研究方向.從拉格朗日方程出發(fā),按照表征元的物理變量和積分區(qū)域的幾何表述,對計(jì)算力學(xué)的基本方法進(jìn)行了分類,提出了通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬共同獲得介質(zhì)的力學(xué)參數(shù)、研究介質(zhì)力學(xué)特性和行為的思路和方法,在此基礎(chǔ)上建立了表征元(計(jì)算單元)的積分——微分方程,體現(xiàn)了現(xiàn)代力學(xué)基本理論框架的特點(diǎn).表征元的材料特性、力學(xué)行為以及由表征元構(gòu)成的宏觀介質(zhì)全場運(yùn)動規(guī)律均是現(xiàn)代力學(xué)的重要研究內(nèi)容.現(xiàn)有材料實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖谦@得抽象為連續(xù)介質(zhì)的材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和材料強(qiáng)度,而現(xiàn)代力學(xué)可以突破這個限制,通過多變量測量并結(jié)合數(shù)值模擬獲得材料的特征和演化規(guī)律.在現(xiàn)代力學(xué)中全場解可以由數(shù)值計(jì)算獲得,并由監(jiān)測結(jié)果校核.通過與豐富的監(jiān)測結(jié)果比較,數(shù)值模擬不可信的問題會逐步化解.頁巖氣開發(fā)的關(guān)鍵問題是研究地下頁巖在各種條件下的破裂演化規(guī)律.頁巖氣開發(fā)新方案的技術(shù)路線應(yīng)該是現(xiàn)代力學(xué)先行,以避免盲目在工程尺度上進(jìn)行方案論證;借助現(xiàn)代力學(xué)可以打破水力壓裂技術(shù)的局限性,探索新的技術(shù)方案.主要理論研究包括以下幾個方面:(1)在認(rèn)識表征元破裂度、滲透性演化的基礎(chǔ)上,尋求關(guān)聯(lián)性的理論表述方法;(2)研究體破裂度的滲流場、破裂場以及顆粒的相互作用規(guī)律;(3)時空全尺度模擬需要從理論上研究新的力學(xué)模型,其中包括借用巖體表征元破裂度和災(zāi)變破裂度的概念,實(shí)現(xiàn)破裂場與材料滲透性關(guān)聯(lián);(4)由流量、井口壓力曲線計(jì)算出的巖體破裂參量可以被頁巖氣的產(chǎn)量校核,從而為提出新的工程方案、指導(dǎo)工程施工提供可參考的技術(shù)指標(biāo).
【作者單位】： 中國科學(xué)院力學(xué)研究所;
【關(guān)鍵詞】： 頁巖氣 現(xiàn)代力學(xué) 拉格朗日方程 表征元
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(2015CB250903) 中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)B類(XDB10030303)資助
【分類號】：TE37
【正文快照】： 美國經(jīng)過幾十年的研究,成功實(shí)現(xiàn)了水平井和水力壓裂相結(jié)合的頁巖氣開發(fā)技術(shù),改變了世界能源的格局.近年來我國的工程專家基于美國技術(shù),也成功地打出了具有工業(yè)氣流的高產(chǎn)頁巖氣井,并擬進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn);地質(zhì)勘探確認(rèn)了我國有豐富的頁巖氣儲量及可開發(fā)量[1~4].然而,由于地質(zhì)條件

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3 梁U，

本文編號：495118