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页岩储层超临界二氧化碳压裂裂缝形态研究 预览
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作者 苏建政 李凤霞 周彤 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期616-625,共10页
目前超临界CO2压裂技术尚不成熟,裂缝形成与扩展机理尚不明确。为深入认识超临界CO2压裂裂缝延伸规律及空间形态,基于位移间断边界元方法,通过引入Pen-Robinson方程来实现超临界CO2压裂过程的模拟。结合室内物理模拟实验,初步探讨了页... 目前超临界CO2压裂技术尚不成熟,裂缝形成与扩展机理尚不明确。为深入认识超临界CO2压裂裂缝延伸规律及空间形态,基于位移间断边界元方法,通过引入Pen-Robinson方程来实现超临界CO2压裂过程的模拟。结合室内物理模拟实验,初步探讨了页岩储层水力压裂与超临界CO2压裂裂缝扩展形态的差异。研究结果表明,由于超临界CO2的扩散性及良好的渗透能力,通过增加围岩孔隙压力,从而减少了地应力对裂缝扩展的约束,使裂缝起裂压力低于水力压裂。超临界CO2压裂时产生的体积应变增量与压后裂缝破坏程度比水力压裂更高,使得在裂缝形态复杂程度高于水基压裂液。同时,超临界CO2压裂裂缝断面复杂、不平整,裂缝表面粗糙度比水力压裂更大。 展开更多
关键词 裂缝扩展 裂缝形态 天然弱面 超临界二氧化碳 水力压裂 页岩储层
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水平井定面射孔近井筒的破裂形态 预览
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作者 孙峰 唐梅荣 +2 位作者 张翔 李川 薛世峰 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期62-68,共7页
水平井定面射孔是致密油气藏体积压裂的一种新型射孔技术,但以往的研究较少考虑射孔对近井区域裂缝起裂位置、破裂形态的调控作用,并将定面射孔的各孔道空间位置均简化为平面,忽略了定面射孔角度参数对水平井破裂压力与近井筒裂缝形态... 水平井定面射孔是致密油气藏体积压裂的一种新型射孔技术,但以往的研究较少考虑射孔对近井区域裂缝起裂位置、破裂形态的调控作用,并将定面射孔的各孔道空间位置均简化为平面,忽略了定面射孔角度参数对水平井破裂压力与近井筒裂缝形态的影响。为了弥补上述不足,建立了流固耦合形式的近井筒破裂力学模型,采用基于连续损伤力学的裂缝单元表征射孔局部三维破裂位置、形态变化,开发了耦合模型有限元数值求解程序以研究裂缝起裂与扩展规律,并运用长庆油气田现场水平井射孔完井参数,定量分析了射孔转角、射角参数变化对初始破裂压力、起裂位置的影响,对比了水平井定面射孔、螺旋射孔近井筒破裂形态的差异。研究结果表明:①射孔可调控水平井破裂压力及初始破裂位置,随射孔转角、射角改变,孔道破裂压力变化显著,初始破裂会产生于射孔-井筒界面、孔道中部等不同位置,定面射孔器材应控制射孔射角介于15°~30°;②定面射孔通过改变孔道射流方向,增加了孔道间应力干扰,能够有效降低水平井破裂压力2.0~3.5 MPa;③定面射孔能够引导和调控近井筒裂缝走向,形成垂直于水平井筒的初始破裂面、避免螺旋射孔导致的近井筒裂缝扭曲,提高了水平井近井筒裂缝系统的完善程度。结论认为,所建立的近井筒破裂力学模型可以模拟水平井射孔-近井筒动态破裂过程,模型计算结果与现场测试数据具有较好的一致性。 展开更多
关键词 致密油气藏 定面射孔 流-固耦合模型 裂缝单元 射孔参数 近井筒 破裂压力 裂缝形态 数值模拟
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不同围压下花岗岩破裂机制及形状效应的离散元研究 预览
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作者 黄锋 李天勇 +2 位作者 高啸也 杨翔 林志 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期923-932,共10页
在花岗岩地层中开挖隧道时会引起围岩的变形破坏,多表现为岩爆、板裂、塌方等形式,通过室内单轴和三轴压缩试验能得到花岗岩的宏观力学参数及其渐进破坏机制。室内岩石试验可以从宏观角度分析花岗岩的破坏本质,而通过 PFC2D 离散元软件... 在花岗岩地层中开挖隧道时会引起围岩的变形破坏,多表现为岩爆、板裂、塌方等形式,通过室内单轴和三轴压缩试验能得到花岗岩的宏观力学参数及其渐进破坏机制。室内岩石试验可以从宏观角度分析花岗岩的破坏本质,而通过 PFC2D 离散元软件模拟室内单轴及三轴试验,则可以从微观方向研究分析花岗岩的破坏过程。本文以港珠澳大桥连接线南湾隧道工程为背景,综合采用室内岩石力学试验和离散元数值模拟方法,从宏观、微观两种角度对不同围压条件下花岗岩的宏细观力学参数、破裂机制及其形状效应进行了对比分析,全面的研究分析了花岗岩的变形破坏本质。研究结果表明:①数值模拟与室内试验所得的结果,无论是宏观力学参数还是最终破坏形态均较为接近;随着围压的增大,岩石的峰值强度增加、弹性模量基本不变;随着试件长径比L/D增大,岩石峰值强度减小、弹性模量增大。②采用基于相对轴向应变和单位面积裂隙数量的统计方法,能更加合理分析岩石微观渐进破裂机制;随着试件长径比L/D增大,岩石最终破坏形态逐渐从张拉破坏转变为剪切破坏;当L/D=1.0时单位面积内最终裂纹数量最大,当L/D=2.0时剪切裂纹所占比例最大。③随着岩石试件长径比L/D的增大,其峰值强度有所减小且受围压影响明显,弹性模量也明显的增大但与围压的关系不显著。④通过分析裂隙数量与应变关系可知,在不同围压条件下,岩石内部裂隙数量随着轴向变形的增加呈现“S”型曲线增长,当轴向变形接近峰值应变时裂隙出现突变增长,且仅当围压较小时最终裂隙数量趋于收敛。⑤随着试件长径比L/D的增大,岩石破坏时单位面积内裂隙数量逐渐减少,且减小速度增快。总的来说,岩石试样的形状改变对花岗岩的整体峰值强度和弹性模量有着明显的影响,因此,室内试验中应合理设� 展开更多
关键词 岩石力学 破裂机制 形状效应 室内试验
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沁水盆地煤层地应力模型及压裂裂缝形态预测方法 预览
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作者 陈峥嵘 刘书杰 +2 位作者 曹砚锋 彭成勇 李莹莹 《中国海上油气》 CSCD 北大核心 2018年第4期163-169,共7页
以沁水盆地煤层气井为研究目标,通过压后压力降落曲线求取目标煤层的闭合压力,并结合破裂压力及水平地应力模型建立了沁水盆地煤层地应力模型;基于准确预测的闭合应力、破裂压力及水平地应力模型建立了沁水盆地煤层地应力的计算方法,通... 以沁水盆地煤层气井为研究目标,通过压后压力降落曲线求取目标煤层的闭合压力,并结合破裂压力及水平地应力模型建立了沁水盆地煤层地应力模型;基于准确预测的闭合应力、破裂压力及水平地应力模型建立了沁水盆地煤层地应力的计算方法,通过建立破裂压力判据和闭合压力判据评价裂缝破裂和闭合时的裂缝垂直延伸或水平延伸形态,进而预测煤层压裂裂缝形态。通过破裂压力判据预测的目标区块岩样裂缝形态与室内实验结果一致;通过闭合压力判据预测目标区块形成垂直缝的井日平均产水量为5.79 m~3/d,而形成水平缝的井日平均产水量为1.09 m~3/d,即形成垂直缝的井因垂直延伸沟通了上覆水层导致产水量普遍较大,而形成水平缝的井因水平延伸没有进入上覆水层而含水量较小。上述判据结果与室内实验和现场生产效果相一致,验证了本文压裂裂缝形态预测方法的正确性,对沁水盆地煤层气压裂裂缝形态预测、压裂施工出水风险及压后生产效果评估具有指导作用。 展开更多
关键词 沁水盆地 煤层 地应力 压裂裂缝 破裂压力 闭合压力 裂缝形态
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基于扩展有限元的水力压裂缝间干扰及裂缝形态分析
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作者 徐加祥 丁云宏 +3 位作者 杨立峰 王臻 刘哲 高睿 《天然气地球科学》 CSCD 北大核心 2018年第9期1356-1363,共8页
为了研究水平井分段多簇压裂裂缝扩展过程中缝间干扰及其对裂缝形态的影响,在考虑裂缝流和压裂液滤失的情况下,利用扩展有限元方法,分别对不同裂缝间距、不同位置组合的裂缝在同时和分时压裂过程中,水平主应力、裂缝长度、加砂前裂缝宽... 为了研究水平井分段多簇压裂裂缝扩展过程中缝间干扰及其对裂缝形态的影响,在考虑裂缝流和压裂液滤失的情况下,利用扩展有限元方法,分别对不同裂缝间距、不同位置组合的裂缝在同时和分时压裂过程中,水平主应力、裂缝长度、加砂前裂缝宽度以及裂缝延伸方向的变化进行数值模拟分析。通过对比发现:在裂缝扩展过程中,由压裂液作用而产生的诱导应力使得裂缝两侧椭圆型区域内的水平主应力发生转向,其单侧作用距离约为1.5倍的缝长,而裂缝尖端应力方向不受影响;2条裂缝同时起裂时,2条对称裂缝延伸方向呈"相斥型"偏转,偏转角度随着裂缝间距增大而减小,2条交错裂缝延伸方向呈"相吸型"偏转,加砂前缝宽较单一裂缝扩展时窄;分时起裂的2条裂缝,后起裂裂缝的延伸方向随着裂缝间距增加先呈现"相吸型"后出现"相斥型",且后期裂缝的延伸缝长会受到抑制,当2条裂缝间距较近时,后起裂裂缝会严重影响前起裂裂缝的加砂前缝宽甚至会使其闭合,但其缝长会有所增加,交错裂缝两翼会出现严重的非对称扩展的情况。 展开更多
关键词 缝间干扰 扩展有限元 应力转向 裂缝形态
射孔对页岩水力裂缝形态影响的物理模拟实验 预览 被引量:1
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作者 解经宇 蒋国盛 +2 位作者 王荣璟 蔡记华 彭力 《煤炭学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期776-783,共8页
通过XRD、扫描电镜及力学强度测试等实验对龙马溪组页岩的物理力学性质进行分析,并采用真三轴压裂改造模拟器开展水平井水力压裂物理模拟实验,探究射孔参数及页岩物理力学性质对裂缝形态的影响规律。实验结果表明:(1)具有3种不同射... 通过XRD、扫描电镜及力学强度测试等实验对龙马溪组页岩的物理力学性质进行分析,并采用真三轴压裂改造模拟器开展水平井水力压裂物理模拟实验,探究射孔参数及页岩物理力学性质对裂缝形态的影响规律。实验结果表明:(1)具有3种不同射孔类型的试样,在压裂后主要形成4种水力裂缝的形态模式,其中组合型射孔对于复杂裂缝的形成具有一定的促进作用。当射孔间相位角和间距过小时,缝间应力干扰增大,不利于扩大裂缝规模。(2)试样在压裂过程中的泵压-时间曲线,会因射孔类型的不同而呈现出明显的差异,曲线的波动程度和裂缝的复杂程度呈一定的正相关。(3)水力裂缝在延伸过程中与结构面相交时出现的穿透、分叉等现象是形成裂缝网络的前提。各向异性、微裂缝和微孔隙、脆性指数等页岩的物理力学性质会影响裂缝的扩展路径和迂曲度。 展开更多
关键词 页岩 水力压裂 射孔 裂缝形态 物理力学性质
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水平井平面射孔实验研究
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作者 翁定为 付海峰 +3 位作者 包力庆 胥云 梁天成 张金 《天然气地球科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期572-578,共7页
射孔方式对水平井压裂裂缝起裂和延伸有重要影响。提出了一种旨在降低水平井破裂压力和提高水力裂缝完善程度的平面射孔方法,并采用大型物理模拟实验系统开展了对比实验,对比分析了实验与多种经典理论模型的破裂压力,解剖了水力裂缝... 射孔方式对水平井压裂裂缝起裂和延伸有重要影响。提出了一种旨在降低水平井破裂压力和提高水力裂缝完善程度的平面射孔方法,并采用大型物理模拟实验系统开展了对比实验,对比分析了实验与多种经典理论模型的破裂压力,解剖了水力裂缝形态。实验结果表明:提出的平面射孔,即射孔孔眼和孔道位于同一平面,且该平面垂直于地层最小主应力方向,可大幅度降低水平井压裂破裂压力,同时可降低近井筒的裂缝复杂程度,从而使得裂缝扩展更为充分,提高裂缝的完善程度。结论对于实际的射孔参数优化设计和水力压裂施工具有重要指导意义。 展开更多
关键词 破裂压力 裂缝形态 水平井 大型物理模拟实验 平面射孔 射孔穿透深度
水平井螺旋射孔参数对近井筒裂缝形态影响规律 被引量:1
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作者 单清林 金衍 +1 位作者 韩玲 张儒鑫 《石油科学通报》 2017年第1期44-52,共9页
射孔井压裂施工中,射孔参数选择不当易造成水力裂缝无法沟通尽量多的射孔孔眼或造成多缝起裂,引起近井筒复杂裂缝状态,从而降低井筒与水力裂缝的沟通性,影响后续支撑剂填加作业,导致压裂失败。射孔参数优化对降低破裂压力以及避免近井... 射孔井压裂施工中,射孔参数选择不当易造成水力裂缝无法沟通尽量多的射孔孔眼或造成多缝起裂,引起近井筒复杂裂缝状态,从而降低井筒与水力裂缝的沟通性,影响后续支撑剂填加作业,导致压裂失败。射孔参数优化对降低破裂压力以及避免近井筒裂缝复杂性具有重要意义。前人多采用数值模拟与室内物理模拟方法针对直井或斜井条件下的0°或180°相位射孔参数进行优化,所研究的裂缝形态多为沿井眼轴向扩展的水力裂缝,而对于水平井螺旋射孔条件下横向水力裂缝的扩展规律以及相应射孔参数优化方面的研究较少。本文采用数值计算与物理模拟相结合的方法研究水平井螺旋射孔参数对近井筒裂缝形态的影响规律,建立实验室尺寸的三维水平井螺旋射孔有限元模型,分析了不同孔眼处起裂压力的分布规律,并基于最小起裂压力原则,得到能有效降低模型起裂压力的最小孔径与孔密参数。在此射孔参数组合基础上,为研究继续增加孔密或孔径对水平井水力裂缝形态的影响,也为验证有限元方法在水平井螺旋射孔参数优化方面的有效性,设计了不同螺旋射孔参数的混凝土试样进行真三轴水力压裂物理模拟。实验结果显示,采用传统有限元方法对水平井螺旋射孔参数进行优化具有局限性,其优化参数条件下,孔眼间水力裂缝连接性较差,从单个孔眼起裂的水力裂缝倾向独立扩展,无法形成沟通多个孔眼的主裂缝面以增强水力裂缝与井筒的连通性;在有限元优化结果基础上增加射孔孔径,一定程度上增强了孔眼间水力裂缝的连接,但整体依然存在裂缝重叠区域,且破裂压力也较高;相比于增加孔径,增加射孔密度更能促进射孔间水力裂缝的相互连接,形成沟通多个孔眼的主裂缝面,在保证破裂压力较低的情况下降低了近井筒裂缝的复杂性。研究成果可为现场作业提供指 展开更多
关键词 水平井 螺旋射孔参数 有限元 水力压裂物理模拟 裂缝形态 破裂压力
四川页岩压裂裂缝扩展实验及力学特性研究 被引量:1
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作者 周健 蒋廷学 《中国科学:物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2017年第11期149-156,共8页
采用真三轴压裂物理模拟的方法,研究了四川页岩储层压裂过程中的水力裂缝扩展行为和裂缝形态.实验结果表明,四川页岩压裂裂缝扩展模式分为主裂缝多分支裂缝和网状复杂裂缝.在水平主应力差较高的实验条件下,压力曲线波动频率高且趋势平稳... 采用真三轴压裂物理模拟的方法,研究了四川页岩储层压裂过程中的水力裂缝扩展行为和裂缝形态.实验结果表明,四川页岩压裂裂缝扩展模式分为主裂缝多分支裂缝和网状复杂裂缝.在水平主应力差较高的实验条件下,压力曲线波动频率高且趋势平稳,实时声发射监测结果表明,在实验的前期压裂裂缝易穿过天然节理,并形成单一主裂缝,而在实验的后期易形成多分支裂缝;在水平应力差较低条件下,压力曲线波动频率高但是不时伴有压力陡降,声发射监测结果表明,水力裂缝扩展易沿着页岩天然裂缝系统扩展,并形成复杂裂缝形态.定义了水力裂缝垂直穿过页岩层理面时的临界摩擦系数,采用实验参数和结果,揭示了在上述条件下,水平地应力差异系数和临界摩擦系数之间的相互关系,随着水平地应力差异系数的增加,临界摩擦系数显著降低.上述研究对中国的深层页岩气开发具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 页岩 裂缝扩展 裂缝形态 地应力 临界摩擦系数 声发射监测
煤岩定向井水力裂缝起裂及非平面扩展实验 预览
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作者 谭鹏 金衍 +3 位作者 侯冰 韩珂 周英操 孟尚志 《石油勘探与开发》 CSCD 北大核心 2017年第3期439-445,共7页
基于真三轴压裂装置对天然煤岩开展室内压裂模拟实验,对比了直井和定向井两种井型压裂水力裂缝的起裂特征及扩展形态,主要研究了不同相对方位角条件下,地应力、煤岩割理对定向井压裂水力裂缝非平面扩展规律的影响。实验结果表明,水力裂... 基于真三轴压裂装置对天然煤岩开展室内压裂模拟实验,对比了直井和定向井两种井型压裂水力裂缝的起裂特征及扩展形态,主要研究了不同相对方位角条件下,地应力、煤岩割理对定向井压裂水力裂缝非平面扩展规律的影响。实验结果表明,水力裂缝的整体扩展方式由相对方位角、割理和地应力状态共同决定:随着相对方位角的增加,水力裂缝形态复杂程度、泵注压力以及裂缝延伸压力增加;当水力裂缝沿着与井筒斜交方向起裂时,受割理影响在扩展过程中裂缝转向并发生扭曲,引起近井筒区域裂缝形态复杂化,起裂点附近出现多裂缝。相比直井形成的"工"或"十"型裂缝形态,近井筒主裂缝扭曲扩展并伴随着多次级裂缝的复杂裂缝形态,是造成煤层定向井压裂水力裂缝延伸困难的主要因素。 展开更多
关键词 煤岩 定向井 水力压裂 裂缝扩展 裂缝形态 非平面扩展
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基于脉冲致裂储层的改造新技术研究
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作者 付海峰 张永民 +5 位作者 王欣 严玉忠 管保山 刘云志 梁天成 翁定为 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第A02期4008-4017,共10页
针对水平层理发育、地应力差值大或天然裂缝不发育的非常规储层,常规水力压裂技术实现复杂裂缝的难度大,改造效果不理想,探索一种新型动力学脉冲致裂岩石的改造技术。首先建立脉冲致裂试验装置,实现对三向就地应力场的独立加载,以及脉... 针对水平层理发育、地应力差值大或天然裂缝不发育的非常规储层,常规水力压裂技术实现复杂裂缝的难度大,改造效果不理想,探索一种新型动力学脉冲致裂岩石的改造技术。首先建立脉冲致裂试验装置,实现对三向就地应力场的独立加载,以及脉冲致裂和水力压裂模拟技术的结合。利用龙马溪组页岩露头开展大尺度(762mm×762 mm×914 mm)试验,直观揭示脉冲致裂裂缝形态及延伸规律;在试验数据基础上,建立更优化的数值模型,并对影响裂纹延伸距离的因素进行量化分析。结果表明:脉冲冲击波能够在页岩储层形成多方向复杂致裂裂纹,同时不会对井筒产生破坏;提高冲击能量可明显提高页岩储层致裂效果,但冲击次数存在合理的设计区间;与常规压裂模式相比,脉冲致裂与水力压裂复合的改造新模式更易形成复杂水力裂缝形态,有利于提高储层垂向和平面动用程度,在非常规储层开发中具有良好应用前景。 展开更多
关键词 岩石力学 水力压裂 裂缝形态 物理模拟
髋部几何形态与骨折类型的相关性
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作者 徐嵩 贾健 《江苏医药》 CAS 2017年第7期495-497,共3页
目的探讨髋部几何形态与骨折类型的相关性。方法老年髋部骨折患者60例;其中,股骨颈骨折24例(A组),股骨转子间骨折36例(B组)。行髋部X射线及CT扫描,测量股骨颈长度、股骨头直径、股骨颈直径和颈干角,分析其与骨折类型的相关性... 目的探讨髋部几何形态与骨折类型的相关性。方法老年髋部骨折患者60例;其中,股骨颈骨折24例(A组),股骨转子间骨折36例(B组)。行髋部X射线及CT扫描,测量股骨颈长度、股骨头直径、股骨颈直径和颈干角,分析其与骨折类型的相关性。结果A组股骨颈长度、股骨颈直径和颈干角均小于B组E(9.62±0.49)cm vs.(9.99±0.34)cm、(3.21±0.25)cm vs.(3.85±0.24)cm和(130.2±6.1)度VS.(137.8±6.4)度](P〈O.05或P〈0.01)。两组股骨头直径比较无统计学差异E(4.74±0.34)cm vs.(4.69±0.32)cm](P〉0.05)。结论股骨颈长度、股骨颈直径和颈干角与髋部的骨折类型相关。股骨颈长度越短、直径越小、颈干角越小,发生股骨颈骨折的可能性越大,反之发牛转子间骨折的可能件大。 展开更多
关键词 髋部骨折 几何形态 骨质疏松症 老年
深井复合顶板条件下沿空留巷顶板变形特征试验及控制对策 被引量:4
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作者 杨朋 华心祝 +2 位作者 杨科 庞冬冬 成世兴 《采矿与安全工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期1067-1074,共8页
为更好研究深井复合顶板条件下沿空留巷围岩变形破坏机理,以淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷工程地质条件为研究背景,利用自行研制的两向四面不等压加载试验平台进行试验,获得了掘进、一次采动、留巷和二次采动过程中巷道顶板变形... 为更好研究深井复合顶板条件下沿空留巷围岩变形破坏机理,以淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷工程地质条件为研究背景,利用自行研制的两向四面不等压加载试验平台进行试验,获得了掘进、一次采动、留巷和二次采动过程中巷道顶板变形特征.基于分形几何理论对复合顶板裂隙场进行定量描述,分析了巷道在不同阶段复合顶板的裂隙动态演化特征.研究结果表明:1) 复合顶板变形破坏的宏观形态为"︶"型,以中低角度离层裂隙分布为主;2) 复合顶板在基本顶旋转下沉过程中,裂隙快速发育,在充填体上方出现了明显的压剪裂隙;3) 复合顶板裂隙分形维数随模拟过程逐渐增加,在留巷期间由于基本顶的旋转下沉,有明显的升维现象;4) 顶板分形维数可以很好表征下沉量,二者近似呈现线性关系.基于研究成果,提出针对深井复合顶板条件下沿空留巷"各阶段逐级强化"和"强化护表"的支护对策与技术方案,并进行了工程验证. 展开更多
关键词 沿空留巷 复合顶板 裂隙场 分形几何 护表
机械波对脆性材料断裂的作用 预览
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作者 刘建科 张诚 +1 位作者 王腾 朱婉琳 《陕西科技大学学报》 2017年第5期189-193,共5页
在继承Griffith(格里菲斯)断裂理论能量观点的基础上,通过对产生驻波(机械波形式驻波)现象的脆性材料进行力学理论分析,研究得到了在驻波振动过程中弹性势能对于脆性材料断裂的作用.在驻波分析所得结论的基础之上,将结论推广应用到... 在继承Griffith(格里菲斯)断裂理论能量观点的基础上,通过对产生驻波(机械波形式驻波)现象的脆性材料进行力学理论分析,研究得到了在驻波振动过程中弹性势能对于脆性材料断裂的作用.在驻波分析所得结论的基础之上,将结论推广应用到一般机械波——行波,研究了加载速率、几何因素、行波能量大小对脆性材料断裂的作用,得到了适用于脆性材料断裂的普适性结论. 展开更多
关键词 驻波 脆性断裂 几何因素
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页岩水力裂缝扩展形态与声发射解释——以四川盆地志留系龙马溪组页岩为例 预览 被引量:6
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作者 马新仿 李宁 +6 位作者 尹丛彬 李彦超 邹雨时 吴珊 何封 王小琼 周彤 《石油勘探与开发》 CSCD 北大核心 2017年第6期974-981,共8页
采用真三轴压裂模拟系统对四川盆地志留系龙马溪组露头页岩开展了压裂模拟实验,将通过岩样剖分和CT扫描获得的水力裂缝扩展形态与声发射监测解释结果进行对比以揭示裂缝扩展过程中的声发射响应特征,并分析水力裂缝连通区域与未连通区域... 采用真三轴压裂模拟系统对四川盆地志留系龙马溪组露头页岩开展了压裂模拟实验,将通过岩样剖分和CT扫描获得的水力裂缝扩展形态与声发射监测解释结果进行对比以揭示裂缝扩展过程中的声发射响应特征,并分析水力裂缝连通区域与未连通区域在声发射事件类型上的差异。研究表明,声发射事件点的空间分布能够反映岩样内部水力裂缝扩展形态。水力裂缝起裂的位置声发射事件点较多、分布集中;水力裂缝激活的层理面附近声发射事件点稀疏;裂缝密度越大,声发射事件点的分布越密集。水力裂缝沟通范围与声发射事件点的分布范围存在差别,基于声发射事件的改造体积解释结果偏大。水力裂缝沟通范围内声发射事件以剪切事件和张性事件为主,未被水力裂缝沟通的原始开启层理面附近以剪切事件为主,将二者进行区分可以提高储集层改造体积解释结果的准确性。 展开更多
关键词 页岩 层理 水力裂缝 扩展形态 声发射 CT扫描
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单轴压缩条件下饱水粉砂岩红外温度场的分形特征研究 预览
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作者 杨阳 梅力 +2 位作者 梁启超 吴贤振 周伶杰 《中国矿业》 北大核心 2017年第8期160-164,共5页
为探寻单轴压缩下饱水粉砂岩破裂过程中的红外辐射特性,引入分形理论,通过盒维数法计算出饱水粉砂岩红外温度场的分形维数,结合方差对单轴压缩下饱水粉砂岩的分形特征进行分析。结果表明:红外温度场的分形维数不仅能够表征饱水粉砂岩... 为探寻单轴压缩下饱水粉砂岩破裂过程中的红外辐射特性,引入分形理论,通过盒维数法计算出饱水粉砂岩红外温度场的分形维数,结合方差对单轴压缩下饱水粉砂岩的分形特征进行分析。结果表明:红外温度场的分形维数不仅能够表征饱水粉砂岩变形过程中裂纹发育的几何特征,同时也体现了裂纹发育过程中的动力学特征;较方差而言,分形维数对岩石加载过程的红外温度场变化更为敏感;分形维数在弹性阶段以及表征饱水粉砂岩试样破裂的红外前兆方面刻画效果优于方差。 展开更多
关键词 岩石力学 破裂失稳 红外热图像 分形几何
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四川盆地东北缘强应力大倾角页岩储层水力压裂裂缝形态 预览 被引量:2
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作者 周彤 张士诚 +2 位作者 邹雨时 李宁 郑永华 《新疆石油地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期336-341,共6页
四川盆地东北缘山区页岩储层构造应力强,地层倾角大,层理和天然裂缝高度发育,储层改造中水力压裂裂缝展布的不确定性十分明显。基于有限元和离散元混合方法,引入横观各向同性本构关系表征层状页岩,建立了三维复杂裂缝扩展模型。应用此... 四川盆地东北缘山区页岩储层构造应力强,地层倾角大,层理和天然裂缝高度发育,储层改造中水力压裂裂缝展布的不确定性十分明显。基于有限元和离散元混合方法,引入横观各向同性本构关系表征层状页岩,建立了三维复杂裂缝扩展模型。应用此模型分析了地应力差、压裂液黏度、注入速率、天然裂缝等因素对压裂后裂缝的影响。模拟结果表明:垂向应力与最小水平主应力差越高,越有利于垂直裂缝的产生,当应力差为5 MPa时,适当提高压裂液黏度和注入速率,有利于降低层理对裂缝扩展的限制,增加垂直裂缝比例,提高储层垂向改造效果;页岩中无优势走向天然裂缝越发育,强应力差条件下产生的剪切破裂裂缝数量也越多。 展开更多
关键词 四川盆地 东北缘 页岩气 大倾角 强构造应力 水力压裂 裂缝形态 数值模拟
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须家河组致密砂岩水力压裂裂缝形态的试验研究 被引量:1
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作者 魏元龙 杨春和 +4 位作者 郭印同 刘伟 王磊 侯振坤 徐峰 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第A01期2720-2731,共12页
为研究建南地区须家河组致密砂岩储层水力压裂裂缝延伸特征及空间展布规律,利用室内真三轴水力压裂物理模拟系统,开展致密砂岩水力压裂试验研究。基于试验结果,初步揭示水力裂缝的起裂与扩展机制,分析水力裂缝的裂缝形态,讨论压裂... 为研究建南地区须家河组致密砂岩储层水力压裂裂缝延伸特征及空间展布规律,利用室内真三轴水力压裂物理模拟系统,开展致密砂岩水力压裂试验研究。基于试验结果,初步揭示水力裂缝的起裂与扩展机制,分析水力裂缝的裂缝形态,讨论压裂液排量、类型及地应力差异系数对水力裂缝的影响。研究结果表明:致密砂岩水压致裂后主要形成单一、单翼的水力裂缝,较少形成交叉网络裂缝。水力裂缝主要有4种起裂模式和6种扩展模式,岩石性质是控制起裂与扩展模式的主要因素之一。泵压曲线可分为4大类,第1类泵压曲线对应于单一、单翼的平面型裂缝,第2~4类曲线对应于交叉网络裂缝。破裂压力与排量呈正相关的关系,而与地应力差异系数没有明显规律。压裂液为蒸馏水时,必须考虑滤失效应,而压裂液为液压油时,则不考虑。 展开更多
关键词 岩石力学 须家河组 致密砂岩 水力压裂 裂缝形态 真三轴物理模拟 泵压曲线
基于地面测斜仪的“井工厂”压裂裂缝监测技术 预览 被引量:4
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作者 周健 张保平 +2 位作者 李克智 张旭东 徐胜强 《石油钻探技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期71-75,共5页
为了更好地认识大牛地气田"井工厂"压裂模式中裂缝的形态和方位,指导该区块其他井组合理部署井网及优化压裂设计,采用地面测斜仪对R井组的2口水平井分段压裂裂缝进行了监测,获得了每条压裂裂缝的方位与长度,并对监测结果进行分析,探... 为了更好地认识大牛地气田"井工厂"压裂模式中裂缝的形态和方位,指导该区块其他井组合理部署井网及优化压裂设计,采用地面测斜仪对R井组的2口水平井分段压裂裂缝进行了监测,获得了每条压裂裂缝的方位与长度,并对监测结果进行分析,探索研究了水平井组同步压裂工艺对裂缝复杂性的影响。研究表明,在R井组2口水平井的同步压裂过程中,由于诱导应力场的影响,使得部分井段压裂裂缝的复杂性增加,从而增大了改造体积,改善了压裂效果。研究结果为今后的压裂设计优化和井网部署提供了理论依据。 展开更多
关键词 测斜仪 井工厂 裂缝形态 同步压裂 裂缝监测 大牛地气田
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固井滑套端口参数对压裂影响的试验研究及模拟分析 预览 被引量:1
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作者 杨焕强 王瑞和 +2 位作者 周卫东 李罗鹏 桂捷 《石油钻探技术》 CSCD 北大核心 2015年第2期54-58,共5页
为了解固井滑套端口参数对裂缝起裂压力和裂缝形态的影响,利用全尺寸水力压裂模拟试验系统,进行了φ168.3 m m固井滑套不同类型端口下的滑套固井地面压裂试验,采用有限元数值模拟方法对试验结果进行了分析。结果表明:在端口面积相... 为了解固井滑套端口参数对裂缝起裂压力和裂缝形态的影响,利用全尺寸水力压裂模拟试验系统,进行了φ168.3 m m固井滑套不同类型端口下的滑套固井地面压裂试验,采用有限元数值模拟方法对试验结果进行了分析。结果表明:在端口面积相同的条件下,槽型端口与翼型端口的起裂压力相差较小;随着端口角度的增大,起裂压力呈升高的趋势;端口长度与端口数量对起裂压力的影响较大,随端口长度的增大及端口数量的增多,起裂压力降低;翼型端口及角度为0°槽型端口的试验样本,压裂后形成了较宽的单一对称裂缝,带角度端口的试验样本破裂后形成的裂缝较为复杂。研究表明,端口角度及端口长度与起裂压力分别满足二次函数关系;端口数量与起裂压力呈线性关系。研究结果可为固井滑套端口参数的优选提供理论依据及参考。 展开更多
关键词 滑套固井 端口参数 起裂压力 裂缝形态 压裂试验
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