基于离散元法的水力压裂数值模拟

• 作者: 刘兵 刘春 卢毅 顾颖凡
• 来源期刊: 高校地质学报
• 学科: 工学
• 关键词: 水力压裂 离散元 MatDEM 能量
• 年，卷（期）: 2016,（1）
• 所属期刊栏目: 页岩气专栏
• 页码范围: 194-199
• 页数: 6页
• 分类号: TE357.1
• 字数: 4588字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2015229

摘要

不同条件下水压裂隙的发展特性对有效开采页岩气具有重要的指导作用.针对岩体在微观上为颗粒和孔隙的结构系统,提出离散元水力压裂数值模拟方法,离散元能量转化和能量守恒计算方法,建立了相应的三维离散元模型.采用自主研发的三维离散元模拟软件MatDEM3D,通过控制模型的竖向应变与颗粒直径,来模拟地层中的应力与压裂速率的变化.模拟结果表明:(1)水力压裂产生裂隙的数量和方向受岩石的各向异性,压力状态和变化速率所影响.(2)裂隙在压缩波传播时发展,当水压力高速增加时,诱发的裂隙数量增多,并且有效能量(断裂热)百分比也随之增加,压裂作用也变得更明显.(3)当竖向应变为零时,50%的裂隙呈垂直状态,当竖向应变为-1×10-4时,裂隙趋于沿着最大压力方向发展,竖向裂隙的百分率增大.数值模拟和能量分析为定量地研究岩石水力压裂过程提供了一个新的方法.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘兵	南京大学地球科学与工程学院	15	63	5.0	7.0
2	顾颖凡	南京大学地球科学与工程学院	4	38	3.0	4.0
3	卢毅	国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室江苏省地质调查研究院	6	43	4.0	6.0