基于零厚度黏聚力单元的水力压裂裂隙空间分布影响分析

TE377; 作为页岩气开采关键技术,水力压裂在目标岩层产生大量裂隙,构成页岩气有效运输通道.因此,研究裂隙的空间分布和影响因素具有重要意义.采用连续-非连续方法,通过ins-coh程序在ABAQUS有限元模型全域内批量嵌入零厚度黏聚力单元,得到计算模型.考虑到水力压裂中的流固耦合,编写用户子程序确定孔隙压力初始场分布,并给出压裂阶段压裂液的流动准则和流固耦合方程.随着压裂液的注入,黏聚力单元发生破坏,连贯的张开区域形成页岩气运输通道.在验证该方法可行性基础上,结合西南某地区页岩气储层典型地质条件,进行三维水力压裂数值模拟.模拟结果显示:该方法能够合理模拟高水压下压裂液在岩体中流动,岩体裂隙面...

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Published in煤炭学报 Vol. 43; no. z2; pp. 393 - 402
Main Authors 刘泉声, 甘亮, 吴志军, 周原
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 武汉大学土木建筑工程学院,湖北武汉430072 01.12.2018
岩土与结构工程安全湖北省重点实验室,湖北武汉430072
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2018.1122

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Summary:TE377; 作为页岩气开采关键技术,水力压裂在目标岩层产生大量裂隙,构成页岩气有效运输通道.因此,研究裂隙的空间分布和影响因素具有重要意义.采用连续-非连续方法,通过ins-coh程序在ABAQUS有限元模型全域内批量嵌入零厚度黏聚力单元,得到计算模型.考虑到水力压裂中的流固耦合,编写用户子程序确定孔隙压力初始场分布,并给出压裂阶段压裂液的流动准则和流固耦合方程.随着压裂液的注入,黏聚力单元发生破坏,连贯的张开区域形成页岩气运输通道.在验证该方法可行性基础上,结合西南某地区页岩气储层典型地质条件,进行三维水力压裂数值模拟.模拟结果显示:该方法能够合理模拟高水压下压裂液在岩体中流动,岩体裂隙面萌生、扩展、贯通的完整破坏过程.最后,通过设计多组模型进行对比分析,探究注液速度、初始裂隙间距和长度对裂隙空间分布的影响,为实际工程的方案设计提供指导意见.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2018.1122