基于最大能量释放率理论的裂缝扩展转向研究

发布时间：2024-03-31 16:41

　　水力压裂是目前油气开发中应用最为普遍且效果最为明显的储层改造技术。水力压裂通常会导致复杂的裂缝几何形态,水力裂缝与天然裂缝之间的相互作用是决定裂缝复杂程度的关键性因素,目前对于水力裂缝与天然裂缝相互作用的研究中通常认为天然裂缝为空洞的具有一定摩擦系数的界面,而实际储层中天然裂缝为具有一定胶结强度的结构弱面,因此利用能量释放率理论研究水力裂缝与结构弱面之间的相互作用是研究裂缝扩展准则更为准确合适的方法。本文首先依据线弹性断裂力学理论,利用连续性假设,计算了分支裂缝的能量释放率大小,并结合断裂韧性不连续模型建立了基于最大能量释放率理论的裂缝扩展转向模型;考虑Williams展开式中非奇异项的影响,采用最大周向应力准则建立了裂缝扩展方位的计算模型,并分析了 T应力对纯Ⅰ型裂缝与Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝扩展方位的影响;考虑远场地应力对裂缝壁面应力场的影响,修正了传统最大能量释放率理论无法反应地应力差变化对裂缝扩展影响的局限性,建立了更为准确合理的裂缝扩展准则,分析了逼近角,地应力差,缝内净压力,裂缝尖端塑性区半径以及裂缝倾角等因素对裂缝扩展路径的影响规律;最后开展了大尺寸真三轴水力压裂室内模拟实验,分...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１裂纹力学特征分类图??

图２．１裂纹力学特征分类图??由于外载作用方向的不同，可以将裂纹按照其力学特征分为三种基本状态，即张开??型裂纹、滑开型裂纹以及撕开型裂纹，如图２．１所示。??图２．１?Ｕ）为张开型（Ｉ型）裂纹：裂纹受垂直于裂纹面的拉应力，使裂纹面产生??张开位移。??图２．１?（ｂ）为滑开型（....

图３．１断裂韧性测试实验装置原理图??基于ＳＣＢ断裂韧性试验别测试Ｉ型岩石基质与结构弱面的断裂韧性

图３．１断裂韧性测试实验装置原理图??基于ＳＣＢ断裂韧性试验分别测试Ｉ型岩石基质与结构弱面的断裂韧性。圆盘半径为??及，两支撑点之间的距离为５１，厚度为５，人工切槽长度为ａｓ如图３．１所示。根据式（３－１）??可求出ＳＣＢ试样的纯Ｉ型断裂韧性幻ｃ。??Ｋｔ?＝?Ｐ—－；．?Ｙ’?....

图32实验设备

性测试仪上进行，试验机最大载荷为±１００?ｋ〇．〇１？１〇〇?Ｈｚ，试验结果由计算机采集。为置要求不能超过０．２?ｍｍ／ｍｉｎ，本次实验加议的实验试样标准，本文所用试样的尺寸标径作为中轴线，保证人工切槽长度１２．５?ｍｍ及人工切槽长度测量误差控制在±０．２?ｍｍ以表３－１?ＳＣＢ....

图33SCB试样岩石基质断裂韧性测试

由于本次实验需要测定岩石基质与结构弱面的断裂軔性，在测得岩石基质的断裂軔??性之后，将破坏后的岩石重新拼接，并利用配制好的相似材料对其进行粘合，以此制得??含结构弱面的试样，并按照相同的测试步骤进行后续测定，如图３．３和３．４所示。??３．３实验测试结果??将试件加工好后放置在断....

本文编号：3944216