弹塑性孔隙介质流固耦合模型研究及应用

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:hdiell
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深部岩石通常具有明显的塑性特征,目前对岩石类孔隙介质的研究多基于弹性流-固耦合模型,而岩石的塑性变形与孔隙流体的相互作用是不可忽视的,所以需要研究考虑塑性变形的流-固耦合模型。本文在弹性流-固耦合模型的基础上,考虑岩石的塑性变形,对理论模型进行了一定的完善。同时在水力压裂过程的数值模拟中考虑岩石的屈服与强化,研究了在弹塑性地层中,部分参数对水力裂缝形态的影响。通过分析水力裂缝扩展过程中,周围的应力场及孔压场分布,研究水力裂缝对远距离天然裂缝的影响。研究表明:岩石的粘聚力降低、初始孔压的升高、储层渗透率的升高以及注液速率升高都会导致裂缝附近岩石的塑性变形增加,从而导致水力裂缝宽度更宽、长度更短。远距离天然裂缝在水力压裂过程中会产生拉伸破坏或剪切破坏。且天然裂缝与水力裂缝的相对距离、水平地应力差以及渗透率等参数均会对其相互干扰程度产生影响。同时两条平行的水力裂缝先后扩展时,会导致两条水力裂缝间的天然裂缝趋于稳定。以上研究对于现场压裂位置的选择、水平井压裂的裂缝间距及压裂时间的设计都具有重要的参考意义。
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