声明
致谢
摘要
1 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 页岩气勘探开发及水力压裂技术进展
1.2.2 水力压裂裂纹扩展研究现状
1.2.3 存在的主要问题
1.3 主要研究内容
1.4 研究方法及技术路线
2 页岩气储层特性和水力压裂技术
2.1 页岩气成藏机理及主要地质特征
2.1.1 页岩气成藏机理
2.1.2 页岩气藏地质特征
2.2 水力压裂技术
2.2.1 水平井分段多簇压裂
2.2.2 同步压裂
2.2.3 体积压裂
2.3 本章小结
3 页岩力学特性和真三轴水力压裂实验
3.1 页岩各向异性力学参数的测定
3.1.1 页岩试样的制取及力学参数测定实验
3.1.2 页岩各向异性力学性质分析
3.2 页岩原岩水力压裂裂纹扩展实验
3.2.1 大尺寸真三轴水力压裂实验系统
3.2.2 原岩真三轴水力压裂实验
3.3 横观各向同性页岩相似模型制作及水力压裂相似模拟实验
3.3.1 横观各向同性页岩模型制作
3.3.2 相似材料模型水力压裂实验
3.4 本章小结
4 页岩储层水力压裂裂纹起裂及扩展解析分析
4.1 水力压裂起裂分析
4.1.1 应力分量坐标变换矩阵
4.1.2 井壁应力状态
4.1.3 水力压裂起裂判据
4.2 裂纹尖端应力状态
4.2.1 裂纹面环向应力状态
4.2.2 裂纹垂面尖端应力状态
4.3 页岩储层裂纹扩展解析分析
4.3.1 裂纹面遇天然层理弱面扩展判据
4.3.2 压裂裂纹与层理斜交后的扩展规律解析分析
4.4 页岩储层复杂缝网形成机理
4.4.1 压裂裂纹周围储层应力场
4.4.2 压裂液滤失产生的储层孔隙压力
4.4.3 缝网形成机理分析
4.5 本章小结
5 水力压裂数值模拟模型建立
5.1 页岩水力压裂断裂力学判据及其联系
5.2 基于扩展有限元页岩损伤模型开发
5.2.1 扩展有限单元法
5.2.2 各向异性非均质页岩力学模型
5.3 有限元建模程序开发
5.3.1 基于Matlab开发非均质页岩建模程序
5.3.2 基于Python开发三维多裂纹建模分析程序
5.4 本章小结
6 水力压裂裂纹扩展规律数值模拟
6.1 页岩储层单裂纹扩展规律
6.1.1 层理方位对裂纹扩展的影响
6.1.2 地应力差对裂纹扩展的影响
6.1.3 层理强度对裂纹扩展的影响
6.1.4 单缝压裂实验、理论和数值模拟对比
6.2 水平井多簇压裂裂缝干扰模拟
6.2.1 诱导应力数值解与解析解对比分析
6.2.2 簇间距对裂纹扩展的干扰分析
6.2.3 压裂簇数对裂纹扩展的干扰分析
6.3 本章小结
7 结论和展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历
国内外查新结论
学位论文数据集
辽宁工程技术大学;