基于组合有限元-离散元方法探讨非均质性对水力压裂的影响

摘要内容

水力裂缝扩展受非均质性的影响，必须研究不同的非均匀性特征对传播的影响。基于组合有限元-离散元方法，对均质油藏和4种非均质油藏进行了水力压裂模拟。通过水力裂缝形态(裂缝长度、裂缝孔径和最终裂缝形态)、流体压力和破坏模式(尺度因子)的变化，评估了不同模型中的水力裂缝扩展。将齐次模型与Khristinaovic-Geertsma-de Klerk模型进行比较，验证了模拟模型的合理性。嵌入块体或层间岩石弹性模量的变化影响水力裂缝的扩展。但当离散嵌入块体弹性模量和离散嵌入裂缝数量达到一定程度时，水力裂缝扩展出现突变。这说明非均质特征越集中，水力裂缝演化越有规律。此外，水力裂缝在不同非均质性特征影响下的扩展具有随机性，必须开发考虑水力裂缝形态的定量表征方法。

不同地应力条件下水力压裂对高阶煤微裂缝的影响

摘要内容

水力压裂对煤微裂缝的影响是煤层气水力压裂增产机制的重要组成部分，对提高煤层气产能具有重要意义。本文对比分析了水力压裂前后不同地应力条件下微裂缝的平均孔径、表面密度、连通性、平均长度和裂缝孔隙度，并计算了渗透率变化。结果表明，水力压裂可显著提高煤层微裂缝的渗透率，水力压裂后的微裂缝渗透率是压裂前的0.43 ~ 14.82倍。水力压裂并未诱导新的微裂缝形成，只导致原有微裂缝的扩展，导致微裂缝的平均孔径、平均长度和裂缝孔隙度分别增加了39.85%、47.70%和115.59%。较强的非均质性和较大的水平地应力差会抑制微裂缝的扩展。在相同水力压裂条件下，非均质性较强的煤样层间差异较大，水力压裂会优先考虑平行层理面方向的微裂缝。

热干岩地热地层中泵注速率依赖的温差对破裂压力水力压裂的影响

摘要内容

热干岩地热地层的开发需要水力压裂，在注水井和生产井之间建立热抽采区。在水力压裂过程中，较高的破裂压力会增加作业成本，并且在某些条件下可能会引起较大的诱发地震活动风险。本文研究了温差对破裂压力的影响。建立了一个考虑温差效应的分析模型来估算击穿压力。在干热岩地热地层中，注入流体与储层岩石之间的温差会引起热冲击，从而破坏岩石，可以降低击穿压力。此外，泵送速率对热冲击也有影响。

基于组合有限元-离散元方法探讨非均质性对水力压裂的影响

摘要内容

水力裂缝扩展受非均质性的影响，必须研究不同的非均匀性特征对传播的影响。基于组合有限元-离散元方法，对均质油藏和4种非均质油藏进行了水力压裂模拟。通过水力裂缝形态(裂缝长度、裂缝孔径和最终裂缝形态)、流体压力和破坏模式(尺度因子)的变化，评估了不同模型中的水力裂缝扩展。将齐次模型与Khristinaovic-Geertsma-de Klerk模型进行比较，验证了模拟模型的合理性。嵌入块体或层间岩石弹性模量的变化影响水力裂缝的扩展。但当离散嵌入块体弹性模量和离散嵌入裂缝数量达到一定程度时，水力裂缝扩展出现突变。这说明非均质特征越集中，水力裂缝演化越有规律。此外，水力裂缝在不同非均质性特征影响下的扩展具有随机性，必须开发考虑水力裂缝形态的定量表征方法。

不同地应力条件下水力压裂对高阶煤微裂缝的影响

摘要内容

水力压裂对煤微裂缝的影响是煤层气水力压裂增产机制的重要组成部分，对提高煤层气产能具有重要意义。本文对比分析了水力压裂前后不同地应力条件下微裂缝的平均孔径、表面密度、连通性、平均长度和裂缝孔隙度，并计算了渗透率变化。结果表明，水力压裂可显著提高煤层微裂缝的渗透率，水力压裂后的微裂缝渗透率是压裂前的0.43 ~ 14.82倍。水力压裂并未诱导新的微裂缝形成，只导致原有微裂缝的扩展，导致微裂缝的平均孔径、平均长度和裂缝孔隙度分别增加了39.85%、47.70%和115.59%。较强的非均质性和较大的水平地应力差会抑制微裂缝的扩展。在相同水力压裂条件下，非均质性较强的煤样层间差异较大，水力压裂会优先考虑平行层理面方向的微裂缝。

热干岩地热地层中泵注速率依赖的温差对破裂压力水力压裂的影响

摘要内容

热干岩地热地层的开发需要水力压裂，在注水井和生产井之间建立热抽采区。在水力压裂过程中，较高的破裂压力会增加作业成本，并且在某些条件下可能会引起较大的诱发地震活动风险。本文研究了温差对破裂压力的影响。建立了一个考虑温差效应的分析模型来估算击穿压力。在干热岩地热地层中，注入流体与储层岩石之间的温差会引起热冲击，从而破坏岩石，可以降低击穿压力。此外，泵送速率对热冲击也有影响。