基于FDEM-Flow研究地应力对水力压裂的影响

发布时间：2017-08-29 14:32

  本文关键词：基于FDEM-Flow研究地应力对水力压裂的影响

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【摘要】：用提出的FDEM-Flow(考虑流固耦合的离散元-有限元耦合方法)方法作为工具,研究了地应力对水力压裂的影响。通过一个注水圆孔的算例,研究不同地应力状态对压裂裂隙的走向和形态的影响。研究结果表明,起裂压力的大小和压裂裂隙的方位均与地应力有密切关系。在竖向地应力v?保持不变的情况下,且侧压力系数?1时,随着?的增大,起裂压力和失稳压力均减小;?1时且取值较小时,主要产生水平向的裂隙,并有斜向裂隙产生;?1时且取值较大时,裂隙严格按照最大主压应力的方向扩展,不再出现斜向裂隙;?1时,主要产生竖向的裂隙;?=1时,水平地应力和竖向地应力相等,裂隙的扩展不存在优势方向。不同侧压力系数条件下,裂隙的扩展方向与最大主应力的方向一致,水力压裂裂隙的起裂和扩展主要由最大主拉应力控制,裂隙在拉应力集中的区域起裂。这些结果与已有的试验及理论认识是相符的,进一步验证了FDEM-Flow方法用于模拟水力压裂问题的有效性。
【作者单位】： 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室;北京工业大学建筑工程学院;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【关键词】： 有限元-离散元法 FDEM-Flow 水力压裂 地应力
【基金】：中国博士后科学基金资助项目(No.2015M580953) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2011CB013505) 国家自然科学基金项目(No.11202223)~~
【分类号】：TE357.1;TE377
【正文快照】： 1形态及注水孔形状和大小、应力条件等因素进行了引言研究。潘鹏志等[13]在弹塑性细胞自动机的基础上,岩石水力压裂过程是水压驱动下微裂纹萌生、考虑了岩石破裂过程中渗流与应力耦合的相互作用扩展、贯通,直至宏观裂纹产生并导致低渗透性岩关系,建立了非均质岩石水压致裂过程

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本文编号：753803