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河南理工大学学报(自然科学版)2024年第03期:水力压裂流量-压裂效果的理论模型

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王利;胡文恒;曹运兴;石玢;南亚坤;

单位:河南理工大学土木工程学院;河南理工大学资源环境学院;

摘要:目的 为了评价流量对水力压裂效果的影响,方法 提出流量-压裂效果理论模型。该模型定义在储层RVE尺度,压裂效果由体积张开度、孔隙流体压力和骨架有效应力表征,其中体积张开度分为裂缝体积张开度和孔隙体积张开度,二者分别代表RVE中主裂缝及其周围分布性分支裂隙网络的体积张开。流量对压裂效果的影响通过裂缝体积张开度与其解析解的匹配拟合,获得基质骨架断裂损伤演化的最佳参数组合,从而获得一定流量下的压裂效果演化规律。结果 实例计算表明,该模型可以反映水力压裂过程中的压裂效果演化、脆-韧性断裂机理等诸多特征。流量对压裂效果的影响主要取决于断裂传播机制。黏性-储存机制M下,流量较小时,孔隙体积张开度处于较高水平,表明网络裂缝形态发育;大流量域中,孔隙体积张开度随流量增大而减小,表明大流量对网络裂缝有抑制作用;裂缝体积张开度随流量增大按指数小于1的幂律增大。黏性-滤失机制M下,孔隙体积张开度基本不随流量变化;主裂缝体积张开度随流量增大呈线性增大。结论 这些结果对于水力压裂实验和现场应用具有一定的指导意义。

关键词:水力压裂;;注入流量;;体积张开度;;损伤;;裂隙网络

基金资助:国家自然科学基金资助项目(12272126,42230814);; 河南省研究生精品教材项目(YJ2023JC05)