动力水力压裂的相场模拟方法

发布时间：2018-06-18 04:51

  本文选题：岩石力学 + 水力压裂　； 参考：《岩石力学与工程学报》2017年06期

【摘要】：水力压裂计算对页岩气开采至关重要,将岩体等效为均匀多孔介质,以动力达西 毕奥流描述岩体内的渗流过程,以相场方法追踪裂缝扩展,将压裂裂缝内流体近似为泊肃叶流,并通过修正渗流方程予以实现,从而提出了动力水力压裂的相场模拟方法,并基于显式有限元框架进行数值求解。通过与一维解析解对比说明所提方法计算位移和动水压的准确性。一系列数值算例表明,提出的压裂相场模拟方法能够模拟动力水力压裂作用下裂缝动态扩展的典型特征,且能够计算水力压裂裂缝的相交、分叉和三维扩展等复杂裂缝扩展形态,为动力水力压裂设计提供了强有力的数值计算工具。
[Abstract]:Hydraulic fracturing calculation is very important for shale gas production. The rock mass is equivalent to homogeneous porous medium. The dynamic Darcy Biot flow is used to describe the seepage process in the rock body, and the phase field method is used to trace the fracture propagation. A phase field simulation method for dynamic hydraulic fracturing is proposed and solved numerically based on explicit finite element framework. The fluid in fracturing fracture is approximate to Poisu flow and realized by modifying seepage equation. The accuracy of the proposed method for calculating displacement and hydrodynamic pressure is illustrated by comparison with one dimensional analytical solution. A series of numerical examples show that the proposed fracturing phase field simulation method can simulate the typical characteristics of fracture dynamic propagation under dynamic hydraulic fracturing, and can calculate the intersection of hydraulic fracturing fractures. The complex fracture propagation patterns, such as bifurcation and three dimensional propagation, provide a powerful numerical calculation tool for dynamic hydraulic fracturing design.
【作者单位】： 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51339003,51579134) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB035902)~~
【分类号】：TE377

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本文编号：2034173