本文針對增強型地?zé)嵯到y(tǒng)中的溫度-滲流-應(yīng)力-斷裂、損傷（THMD）多場耦合問題，在原有程序TOUGHREACT-FALC3D的基礎(chǔ)上，依據(jù)國內(nèi)外水力壓裂相關(guān)理論，利用FISH+FORTRAN語言，開發(fā)了斷裂、損傷的模塊、滲流模塊，實現(xiàn)干熱巖工程中的壓裂及水熱交換過程。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，通過各個參數(shù)之間調(diào)整傳遞，比較真實的反映了實際模型的客觀物理過程。此外做了大量的室內(nèi)試驗，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)模型試驗及大慶徐家圍子場地模型，通過與試驗檢測結(jié)果對比及場地模型模擬，驗證了程序的準(zhǔn)確性及適用性、可移植性，并且通過商業(yè)軟件進(jìn)行了并對干熱巖（EGS）項目壓裂擴(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）多場耦合數(shù)值模擬計算提供理論依據(jù)及方法支持。

【文章頁數(shù)】：156 頁

【學(xué)位級別】：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 國內(nèi)外增強型地?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 國外干熱巖資源開采狀況
        1.2.5 我國干熱巖發(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 研究內(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
第2章 增強型地?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)計研究
    3.3 程序測試驗證
        3.3.1 裂縫寬度與滲透率轉(zhuǎn)化對比研究
        3.3.2 數(shù)值模擬實驗?zāi)Ｐ偷尿炞C對比
    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 儲層流體特征
        4.3.3 地溫場特征
        4.3.5 干熱巖資源量評估
    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
    5.1 引言
    5.2 巖石斷裂韌度研究
    5.3 巖石熱物理指標(biāo)測試實驗
    5.4 巖石抗拉強度試驗測試(劈裂法)
    5.5 孔隙度及滲透率測試
    5.6 掃描電鏡研究
    5.7 巖石三軸應(yīng)力試驗力學(xué)參數(shù)研究分析
    5.8 聲波特性測試
    5.9 水力壓裂試驗
    5.10 本章小結(jié)
第6章 增強型地?zé)嵯到y(tǒng)的數(shù)值模擬及分析
    6.1 概述
    6.2 儲層特征和改造模型數(shù)值模擬
        6.2.1 儲層特征
        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地的模擬研究
        6.4.1 根據(jù)以上場地的資料和數(shù)據(jù)建模及分析研究
    6.5 雙壓裂人工熱儲結(jié)構(gòu)分析對比研究
    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目
致謝



本文編號：3756307