海底水气突涌运移规律与麻坑半径定量评价

• 作者: 程章 赵俞成 洪义 王立忠
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 裂缝 麻坑半径 倾斜软土 扩展有限元法 主应力偏转
• 年，卷（期）: 2022,（3）
• 页码范围: 890-898
• 页数: 9页
• 分类号: TE1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2022.03.011

摘要

目前关于麻坑研究无法准确预测现场麻坑的位置及尺寸,且忽略了斜坡海床中原生主应力偏转对于水气运移路径的影响.为了模拟研究麻坑的形成过程,首先,利用扩展有限元和Cohesive黏聚力单元相结合的方法,建立二维平面应变的水力压裂模型,开展应力?渗流耦合分析;然后,分析了静止土压力系数和海床坡角对于水气突涌的起裂压力以及扩展路径的影响;最后,建立麻坑半径与静止土压力系数以及海床坡角的三维关系图,综合评价了原生主应力偏转对于麻坑半径的影响.研究结果表明:静止土压力系数和海床坡角越大,水气突涌的起裂压力越大,且扩展路径更趋近于水平方向,进而导致水气突涌形成的麻坑半径越大;当坡角等于0°,静止土压力系数从0.5增加到0.8时,麻坑半径从70 m增加到100 m,起裂压力从510 kPa增加到740 kPa;而当静止土压力系数等于0.5,坡角从0°增加到10°时,麻坑半径从70 m增加到80 m,起裂压力从510 kPa增加到620 kPa.本文提出的应力?渗流耦合分析方法能够考虑地层原生主应力影响,模拟出水气突涌过程中的运移路径以及应力场、孔隙压力场变化,实现水气突涌运移规律分析和麻坑半径定量评价.