井筒对称双射孔和单射孔的起裂和扩展研究

发布时间：2020-05-14 21:18

【摘要】：水力压裂是油气生产中的一种增产增注工艺措施。关于水力压裂的研究,集中在开裂理论,裂纹起裂和裂纹扩展。权函数法在求解裂纹强度因子时,将影响应力强度因子的几何和荷载两个变量分离,一旦确定了权函数就可以计算任意荷载下,裂纹尖端的强度因子,具有高效,灵活等特点。本文基于权函数法和最大周向应力准则,建立了对称双缝和单缝模型裂纹的断裂判据,并取得了试验和数值模拟结果的验证。利用Matlab软件编辑临界水压和临界起裂角的求解程序,分析了不同参数对模型射孔的起裂特性。借助有限元软件ANSYS,模拟不同参数组合下,对称双缝和单缝模型裂纹在射孔倾角为45°时的裂纹扩展轨迹,分析井筒水压,模型侧压系数,射孔长度,和裂纹内水压折减系数对裂纹扩展轨迹的影响,并对比在相同参数下,对称双缝和单缝模型之间的起裂和扩展特性。研究结果表明,在射孔倾角较小和a/R参数较大的范围内,临界水压随着模型侧压系数和系数a/R的增大而减小,较大射孔倾角和较小a/R参数范围内则有相反的规律。裂纹临界起裂角随着主应力侧压系数和参数a/R的增大而增大,而高水压破坏了裂纹开裂角的对称性。井筒水压和裂纹内水压折减系数越小,模型主应力侧压系数越大,裂纹扩展轨迹越能快速地从45°趋近于水平主应力方向开裂,而射孔长度对裂纹扩展轨迹的影响不明显。对称双缝和单缝模型的裂纹在起裂和扩展特性上具有相似规律。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O346.1;TE357.1

【参考文献】

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本文编号：2663949