页岩水力压裂中多簇裂缝扩展的全耦合模拟

发布时间：2018-10-25 16:32

【摘要】：水平井和水力压裂是页岩气开发中的关键技术。对水力压裂中多簇裂缝同时扩展的物理过程进行了数值模拟。采用扩展有限元法(XFEM)模拟岩石中裂缝沿着任意路径扩展,采用有限体积法(FVM)模拟裂缝中流体的流动,并且考虑井筒中流体流动以及在各簇裂缝间的流量动态分配。通过牛顿迭代对全耦合物理过程进行数值求解,重点研究了初始长度不同的两条裂缝的扩展过程,证明较大的射孔摩阻能促进两条裂缝的同时扩展。并通过算例证明了本方法的精度和有效性。
[Abstract]:Horizontal well and hydraulic fracturing are key technologies in shale gas development. The physical process of simultaneous propagation of multiple clusters of fractures in hydraulic fracturing is numerically simulated. The extended finite element method (XFEM) is used to simulate the fracture propagation along any path in rock and the finite volume method (FVM) is used to simulate the fluid flow in the fracture. The fluid flow in the wellbore and the dynamic distribution of the flow rate among the cluster fractures are considered. The numerical solution of the fully coupled physical process is carried out by Newton iteration. The propagation process of two cracks with different initial lengths is studied emphatically. It is proved that the larger perforation friction can promote the simultaneous propagation of the two cracks. The accuracy and validity of the method are proved by an example.
【作者单位】： 清华大学航天航空学院;
【基金】：国家自然科学基金(11532008;11372157) 教育部博士点专项研究基金(20120002110075)资助项目
【分类号】：TE377

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本文编号：2294254