本文關(guān)鍵詞：基于擴(kuò)展有限元的水力壓裂數(shù)值模擬

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【摘要】：水力壓裂技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用于低滲透頁巖儲層開采的現(xiàn)代工程技術(shù)。水力壓裂中裂紋擴(kuò)展的長度與寬度是影響油氣田產(chǎn)量的重要因素,因此研究水力壓裂中裂紋擴(kuò)展?fàn)顩r具有重要的實(shí)際意義。本文首先綜述了水力壓裂的一些研究成果,介紹了裂紋擴(kuò)展模擬方法,簡要敘述了孔隙介質(zhì)、斷裂力學(xué)和擴(kuò)展有限元法的基本理論。在此基礎(chǔ)上,提出采用擴(kuò)展有限元法進(jìn)行水力壓裂模擬,并采用ABAQUS軟件進(jìn)行具體的計(jì)算分析。對單裂紋及多裂紋相互作用問題進(jìn)行了具體分析,討論了有關(guān)參數(shù)對裂紋擴(kuò)展的影響。通過模擬分析得出了水力壓裂過程中的一些特點(diǎn)：孔隙壓力梯度是影響裂紋擴(kuò)展過程的重要因素,孔隙壓力的大小影響最終所形成的裂紋的長度和張開位移,且孔隙壓力也將改變模型材料本身的孔隙比,所得的裂紋張開位移形狀接近橢圓,而裂紋界面上的孔隙壓力分布的與裂紋張開位移的形狀密切相關(guān);當(dāng)初始裂紋角與最大地應(yīng)力方向所成角度接近90。時(shí),裂紋會發(fā)生偏折形成雙翼型轉(zhuǎn)向裂紋,但當(dāng)裂紋與最大地應(yīng)力成90。時(shí),裂紋不會發(fā)生偏折；在注入流量一定時(shí),注入壓裂液的速率處于一定的值時(shí)可以得到最大的裂紋長度和寬度；流體粘度越大,模型最大孔隙壓力越大,但裂紋長度隨粘度的增大而減��；滲透系數(shù)越大孔壓越小且裂紋長度越短；模型初始孔隙壓力對裂紋長度影響不大,但會減小裂紋的張開位移；兩條裂紋同時(shí)壓裂時(shí),裂紋間距越近,兩條裂紋干擾越嚴(yán)重,裂紋偏折越大,所能得到的裂紋擴(kuò)展長度則越短；分步壓裂在處理裂紋間距較近的情況中所得裂紋擴(kuò)展效果更好。本文研究內(nèi)容與結(jié)果對于水力壓裂的效果預(yù)測及工藝改進(jìn)具有一定的參考意義。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O346.1

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