節(jié)理頁巖水力壓裂的數(shù)值仿真及試驗研究.pdf

1、頁巖氣開發(fā)的關(guān)鍵過程是頁巖層的水力壓裂，頁巖氣儲層富含有機質(zhì)，具有較低的孔隙度和極低的基質(zhì)滲透率。節(jié)理頁巖微觀結(jié)構(gòu)的差異在宏觀上表現(xiàn)為力學(xué)性質(zhì)的不均勻，對實際工程中節(jié)理頁巖的水力壓裂過程具有重要影響。基于此，本文通過“RFPA-2D”以及“RFPA-3D”有限元軟件，開展了節(jié)理頁巖及石膏模型的有限元數(shù)值仿真，選擇石膏試樣進行了相似性的試驗研究，探討了節(jié)理頁巖相關(guān)模型參數(shù)對其水力壓裂過程的影響。
　　本文在對現(xiàn)有巖石強度理論進行綜述

2、的基礎(chǔ)上、以橫觀各向同性頁巖為分析模型，探討了節(jié)理頁巖的強度理論。利用“RFPA”二維、三維有限元分析軟件對節(jié)理頁巖的水力壓裂過程進行數(shù)值仿真，分析研究不同的頁巖模型參數(shù)對節(jié)理頁巖水力壓裂破壞過程的影響；進行了節(jié)理頁巖的單軸壓縮試驗得出不同巖樣的彈性參數(shù)及力學(xué)性質(zhì)曲線；并通過相似材料模型法，對石膏模型進行了水力壓裂過程的試驗，研究發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果與有限元數(shù)值仿真結(jié)果吻合較好。
　　本文的有限元數(shù)值仿真結(jié)果表明，破裂壓力隨著節(jié)理傾角的提