孔壁巖石裂縫起裂擴(kuò)展的動態(tài)數(shù)值模擬.pdf

1、改善低滲儲層物性是開發(fā)低滲透油氣田最有效的手段。采用爆炸技術(shù)對低滲儲層物性進(jìn)行改造的效果比較理想，有望大幅度提高產(chǎn)層的滲透率，因此有必要對爆炸破巖機(jī)理進(jìn)行深入研究。巖石的爆炸破壞屬于動態(tài)斷裂范疇，包括沖擊波和爆生氣體兩部分的作用?；诒鷼怏w在破巖過程中所起到的重要作用，本文主要在實(shí)驗(yàn)觀測分析的基礎(chǔ)上對爆生氣體的破巖機(jī)理、規(guī)律做動態(tài)數(shù)值模擬研究。 為了研究爆生氣體作用下孔壁巖石的開裂破壞規(guī)律，通過借鑒準(zhǔn)靜態(tài)計算經(jīng)驗(yàn)及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的

2、分析，建立了考慮試樣慣性的力學(xué)模型，從動力學(xué)的角度對動態(tài)載荷作用下孔壁巖石產(chǎn)生多裂縫的機(jī)制做了數(shù)值模擬研究，使得模擬計算結(jié)果更加符合實(shí)際情況。此外，通過實(shí)驗(yàn)分析可知，試樣的初始損傷分布、載荷加載速率對孔壁巖石初始損傷的進(jìn)一步演化、破壞開裂有重要的影響。所以在假設(shè)試樣中的微缺陷僅為徑向長度、分布不同微裂紋的基礎(chǔ)上，還對不同加載速率條件下的孔壁巖石開裂規(guī)律及影響因素進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。 數(shù)值模擬結(jié)果表明，爆生氣體動態(tài)載荷作用下孔壁巖

3、石產(chǎn)生多裂縫的實(shí)質(zhì)是試樣對動態(tài)載荷的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，孔壁巖石能否產(chǎn)生多裂縫主要受載荷、約束、結(jié)構(gòu)、材料屬性等因素的影響。此外還得到了不同加載速率和初始損傷條件下孔壁巖石開裂的一般規(guī)律，不同長度、角度分布的初始損傷對孔壁的周向應(yīng)力分布有明顯的影響，從而影響孔壁新裂縫產(chǎn)生的條數(shù)和位置，較高的載荷加載速率有利于同時在孔壁上產(chǎn)生多條新裂縫。 本文的研究結(jié)果，不僅為“層內(nèi)爆炸”采油技術(shù)的進(jìn)一步研究奠定理論基礎(chǔ)，為優(yōu)化施工設(shè)計提供一定的理論支撐；