本文主要研究内容
作者梁鑫（2019）在《岩石水/气压裂分形破裂机理与分形离散裂隙网络研究》一文中研究指出：我国非常规天然气储量丰富,其高效开采对于我国能源结构改善和可持续发展具有重要意义。裂隙系统在非常规天然气开采中扮演重要角色,其广泛触及储层岩石的水力压裂过程以及地下能源气体的渗流扩散过程。然而,由于裂隙几何形态迂曲不规则、具有分形效应,目前对岩石水力压裂造缝机制的认识以及对地下能源气体渗流扩散过程的认识尚不全面。为进一步在考虑裂隙分形效应下揭示储层岩石水力诱导裂纹的启裂扩展机理,并探究流体在分形裂隙网络中的渗流扩散演化规律,本文综合运用试验研究、理论分析和数值仿真等手段,开展了不同储层岩石的水/气压裂试验;建立了岩石水/气压裂分形裂纹启裂扩展新准则;完成了岩石裂隙网络拓扑结构的表征、分形离散裂隙网络模型的构建以及流体在不同拓扑结构分形离散裂隙网络中运移的渗透性评价;探究了广义分数阶算子下流体反常扩散模型的求解方法。主要研究结果如下:（1）通过对不同储层岩石进行水力和N2压裂室内试验发现,N2压裂下岩石的压裂效果比水力压裂好。主要表现在N2压裂下岩石的破裂压力较小,产生的宏观诱导裂纹隙迹线分形维数较大,且诱导的微观裂纹多以穿晶断裂模式扩展。此外,普遍的近似对称双翼纵贯单裂纹破裂形态表明,岩石在水/气压裂下主要以张拉破坏为主。（2）针对当前微观分形断裂模型下的岩石水力压裂裂纹启裂准则局限性,基于分形裂纹应力强度因子的修正式提出了考虑裂纹分形效应的岩石水力压裂裂纹启裂新准则。此外,从分形裂纹尖端应力场与能量密度场出发建立了考虑裂纹分形效应的岩石水力压裂裂纹扩展方向判断新准则,并讨论了裂纹分形维数对扩展方向角的影响。结果显示裂纹分形维数主要对水力诱导的Ⅱ型或Ⅰ-Ⅱ混合型分形裂纹的扩展方向有影响,且平面应力条件下的影响程度比平面应变大。（3）考虑岩石水/气压裂的流-固耦合作用,在提出的岩石水力压裂分形裂纹启裂新准则下基于COMSOL 3.5 with MATLAB 7.0二次开发实现了不同岩石水/气压裂破压力的数值求解。通过对比不同岩石破裂压力的数值计算结果和试验结果,发现两者之间偏差均小于20%,验证了新准则的有效性。同时,通过进一步地求解不同分形维数下岩石水/气压裂的破裂压力发现,忽略裂纹的实际分形维数会造成对岩石破裂压力的预测偏大,偏差均超过50%。该结果表明在实际水力压裂设计中裂纹的分形效应不可忽视。（4）通过数值仿真探究了不同工程因素和地质因素对岩石水/气压裂破裂压力的影响。其中,在一定范围内,岩石初始渗透率越大或压裂液粘度越小,岩石破裂压力越小,且当岩石初始渗透率低于某一临界值或压裂液粘度高于某一临界值时,由裂纹分形维数引起的岩石破裂压力偏差程度变大。此外,总的来看岩石Biot系数的增大或压裂液加载速率的减小会降低岩石破裂压力,但其影响程度均受岩石初始渗透率和压裂液粘度大小的制约。（5）揭示了岩石裂隙网络的连接拓扑结构具有局部聚类的特征,呈现出典型的复杂网络“小世界”性质。在此基础上,通过考虑裂隙网络的平均聚类系数和裂隙分形维数,对ADFNE开源程序进行二次开发实现了分形离散裂隙网络模型的构建,并结合LBM数值仿真对不同拓扑结构的分形离散裂隙网络模型渗透性进行了评价。结果表明裂隙网络平均聚类系数越大,其渗透性越好;而裂纹分形维数越大,分形裂隙网络渗透性越差。（6）基于Wiman广义分数阶新算子,从理论上描述了流体的时间分数阶反常扩散模型,并通过Laplace变换和泰勒级数展开获得了其在特殊初始条件和边界条件下的解析级数解。该论文有图108幅,表14个,参考文献184篇。
Abstract
wo guo fei chang gui tian ran qi chu liang feng fu ,ji gao xiao kai cai dui yu wo guo neng yuan jie gou gai shan he ke chi xu fa zhan ju you chong yao yi yi 。lie xi ji tong zai fei chang gui tian ran qi kai cai zhong ban yan chong yao jiao se ,ji an fan chu ji chu ceng yan dan de shui li ya lie guo cheng yi ji de xia neng yuan qi ti de shen liu kuo san guo cheng 。ran er ,you yu lie xi ji he xing tai yu qu bu gui ze 、ju you fen xing xiao ying ,mu qian dui yan dan shui li ya lie zao feng ji zhi de ren shi yi ji dui de xia neng yuan qi ti shen liu kuo san guo cheng de ren shi shang bu quan mian 。wei jin yi bu zai kao lv lie xi fen xing xiao ying xia jie shi chu ceng yan dan shui li you dao lie wen de qi lie kuo zhan ji li ,bing tan jiu liu ti zai fen xing lie xi wang lao zhong de shen liu kuo san yan hua gui lv ,ben wen zeng ge yun yong shi yan yan jiu 、li lun fen xi he shu zhi fang zhen deng shou duan ,kai zhan le bu tong chu ceng yan dan de shui /qi ya lie shi yan ;jian li le yan dan shui /qi ya lie fen xing lie wen qi lie kuo zhan xin zhun ze ;wan cheng le yan dan lie xi wang lao ta pu jie gou de biao zheng 、fen xing li san lie xi wang lao mo xing de gou jian yi ji liu ti zai bu tong ta pu jie gou fen xing li san lie xi wang lao zhong yun yi de shen tou xing ping jia ;tan jiu le an yi fen shu jie suan zi xia liu ti fan chang kuo san mo xing de qiu jie fang fa 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :（1）tong guo dui bu tong chu ceng yan dan jin hang shui li he N2ya lie shi nei shi yan fa xian ,N2ya lie xia yan dan de ya lie xiao guo bi shui li ya lie hao 。zhu yao biao xian zai N2ya lie xia yan dan de po lie ya li jiao xiao ,chan sheng de hong guan you dao lie wen xi ji xian fen xing wei shu jiao da ,ju you dao de wei guan lie wen duo yi chuan jing duan lie mo shi kuo zhan 。ci wai ,pu bian de jin shi dui chen shuang yi zong guan chan lie wen po lie xing tai biao ming ,yan dan zai shui /qi ya lie xia zhu yao yi zhang la po huai wei zhu 。（2）zhen dui dang qian wei guan fen xing duan lie mo xing xia de yan dan shui li ya lie lie wen qi lie zhun ze ju xian xing ,ji yu fen xing lie wen ying li jiang du yin zi de xiu zheng shi di chu le kao lv lie wen fen xing xiao ying de yan dan shui li ya lie lie wen qi lie xin zhun ze 。ci wai ,cong fen xing lie wen jian duan ying li chang yu neng liang mi du chang chu fa jian li le kao lv lie wen fen xing xiao ying de yan dan shui li ya lie lie wen kuo zhan fang xiang pan duan xin zhun ze ,bing tao lun le lie wen fen xing wei shu dui kuo zhan fang xiang jiao de ying xiang 。jie guo xian shi lie wen fen xing wei shu zhu yao dui shui li you dao de Ⅱxing huo Ⅰ-Ⅱhun ge xing fen xing lie wen de kuo zhan fang xiang you ying xiang ,ju ping mian ying li tiao jian xia de ying xiang cheng du bi ping mian ying bian da 。（3）kao lv yan dan shui /qi ya lie de liu -gu ou ge zuo yong ,zai di chu de yan dan shui li ya lie fen xing lie wen qi lie xin zhun ze xia ji yu COMSOL 3.5 with MATLAB 7.0er ci kai fa shi xian le bu tong yan dan shui /qi ya lie po ya li de shu zhi qiu jie 。tong guo dui bi bu tong yan dan po lie ya li de shu zhi ji suan jie guo he shi yan jie guo ,fa xian liang zhe zhi jian pian cha jun xiao yu 20%,yan zheng le xin zhun ze de you xiao xing 。tong shi ,tong guo jin yi bu de qiu jie bu tong fen xing wei shu xia yan dan shui /qi ya lie de po lie ya li fa xian ,hu lve lie wen de shi ji fen xing wei shu hui zao cheng dui yan dan po lie ya li de yu ce pian da ,pian cha jun chao guo 50%。gai jie guo biao ming zai shi ji shui li ya lie she ji zhong lie wen de fen xing xiao ying bu ke hu shi 。（4）tong guo shu zhi fang zhen tan jiu le bu tong gong cheng yin su he de zhi yin su dui yan dan shui /qi ya lie po lie ya li de ying xiang 。ji zhong ,zai yi ding fan wei nei ,yan dan chu shi shen tou lv yue da huo ya lie ye nian du yue xiao ,yan dan po lie ya li yue xiao ,ju dang yan dan chu shi shen tou lv di yu mou yi lin jie zhi huo ya lie ye nian du gao yu mou yi lin jie zhi shi ,you lie wen fen xing wei shu yin qi de yan dan po lie ya li pian cha cheng du bian da 。ci wai ,zong de lai kan yan dan Biotji shu de zeng da huo ya lie ye jia zai su lv de jian xiao hui jiang di yan dan po lie ya li ,dan ji ying xiang cheng du jun shou yan dan chu shi shen tou lv he ya lie ye nian du da xiao de zhi yao 。（5）jie shi le yan dan lie xi wang lao de lian jie ta pu jie gou ju you ju bu ju lei de te zheng ,cheng xian chu dian xing de fu za wang lao “xiao shi jie ”xing zhi 。zai ci ji chu shang ,tong guo kao lv lie xi wang lao de ping jun ju lei ji shu he lie xi fen xing wei shu ,dui ADFNEkai yuan cheng xu jin hang er ci kai fa shi xian le fen xing li san lie xi wang lao mo xing de gou jian ,bing jie ge LBMshu zhi fang zhen dui bu tong ta pu jie gou de fen xing li san lie xi wang lao mo xing shen tou xing jin hang le ping jia 。jie guo biao ming lie xi wang lao ping jun ju lei ji shu yue da ,ji shen tou xing yue hao ;er lie wen fen xing wei shu yue da ,fen xing lie xi wang lao shen tou xing yue cha 。（6）ji yu Wimanan yi fen shu jie xin suan zi ,cong li lun shang miao shu le liu ti de shi jian fen shu jie fan chang kuo san mo xing ,bing tong guo Laplacebian huan he tai le ji shu zhan kai huo de le ji zai te shu chu shi tiao jian he bian jie tiao jian xia de jie xi ji shu jie 。gai lun wen you tu 108fu ,biao 14ge ,can kao wen suo 184pian 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国矿业大学的梁鑫，发表于刊物中国矿业大学2019-07-18论文，是一篇关于水力压裂论文,分形论文,应力强度因子论文,离散裂隙网络论文,广义分数阶算子论文,中国矿业大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国矿业大学2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：水力压裂论文; 分形论文; 应力强度因子论文; 离散裂隙网络论文; 广义分数阶算子论文; 中国矿业大学2019-07-18论文;