水力压裂三维数学模型研究*
刘建军1,2 冯夏庭1 裴桂红2
STUDY ON MATHEMATICAL MODEL OF THREE DIMENSIONAL HYDRAULIC FRACTURING
摘要 根据渗流力学、岩石力学、传热学、断裂力学知识,建立了油水井三维水力压裂模拟计算的数学模型。模型考虑了压裂液的流变性、支撑剂在压裂缝中的运移、压裂液与储层岩石的热交换以及压裂过程中的流固耦合作用,给出了裂纹扩展和流固耦合计算的数值解法,通过算例验证了所提出数学模型的合理性。
关键词 :
渗流力学 ,
水力压裂 ,
流固耦合 ,
数学模型 ,
压裂液
Abstract :According to the theory of fluid mechanics in porous media,rock mechanics,heat transferring and fracture mechanics,the mathematic model is established to characterize 3D hydraulic fracturing. Rheology of fracturing fluid,process of supporting reagent transferring,change of thermal field and coupling effect among different procedures are considered in this model. The method and numerical solution to compute crack expansion are also given. In the end,a case study is shown to verify the model.
Key words :
seepage mechanics
hydraulic fracturing
fluid-solid coupling
mathematical model
fracturing fluid
收稿日期: 2003-01-15
[1]
冯 啸1,刘人太1,李术才1,韩伟伟1,2,赵少龙1,王慧涛1,3. 考虑深层渗滤效应的水泥浆动界面特征研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2016, 35(5): 1000-1008.
[2]
李炳蔚1,2,吴吉春1. 防渗墙钻孔压水试验渗流参数研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2016, 35(2): 396-402.
[3]
戴传山1,2,李 琪1,2,雷海燕1,2. 考虑非达西效应的多孔介质与自由流体多层泊松流求解问题 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(s1): 3455-3459.
[4]
赵 鹏1,2,谢凌志1,2,杨春和3,郭印同3. 基于弥散式裂缝模型的水力压裂研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(s1): 2593-2600.
[5]
尹光志1,2,3,李铭辉1,2,3,许 江1,2,3,王维忠1,2,3,李文璞1,2,3,李 星1,2,3,. 多功能真三轴流固耦合试验系统的研制与应用 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(12): 2436-2445.
[6]
李术才,郑 卓,刘人太,冯 啸,孙子正,张连震. 基于渗滤效应的多孔介质渗透注浆扩散规律分析 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(12): 2401-2409.
[7]
刘泉声,崔先泽,张程远. 多孔介质中悬浮颗粒迁移–沉积特性研究进展 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(12): 2410-2427.
[8]
尹光志1,2,3,李铭辉1,2,3,许 江1,2,3,王维忠1,2,3,李文璞1,2,3,李 星1,2,3,. 多功能真三轴流固耦合试验系统的研制与应用 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(10): 1-1.
[9]
金炜枫1,周 健2,3. 引入流体方程的离散颗粒–连续土体耦合方法研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(06): 1135-1147.
[10]
陈建国1,邓金根1,袁俊亮2,闫 伟1,蔚宝华1,谭 强1. 页岩储层I型和II型断裂韧性评价方法研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(06): 1101-1105.
[11]
霍吉祥,宋汉周,杜京浓,管清晨. 表面反应和扩散迁移联合控制的粗糙单裂隙渗流–溶解耦合模型 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(05): 1013-1021.
[12]
张兴胜1,宋丽娟1,董金玉1,于怀昌1,黄志全1,王建秀2,WONG Henry3,王江锋1,杨永香1. 土坝渗流侵蚀机制及有限元计算 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(05): 1031-1038.
[13]
衡 帅1,杨春和1,2,郭印同1,王传洋1,王 磊1. 层理对页岩水力裂缝扩展的影响研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(02): 228-237.
[14]
李 芷1,贾长贵2,杨春和1,3,曾义金2,郭印同1,衡 帅1,王 磊1,侯振坤3. 页岩水力压裂水力裂缝与层理面扩展规律研究 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(01): 12-20.
[15]
严成增,郑 宏,孙冠华,葛修润. 模拟水压致裂的二维FDEM-flow方法 [J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(01): 67-75.