基于连续-非连续元三维煤层气压裂开采分析
Three-dimensional hydraulic fracturing analysis of coal bed methane based on continuous-discontinuous element method
查看参考文献24篇
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文摘
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基于连续-非连续单元方法,同时考虑单元变形、裂缝开展、块体接触等真实过程,引入应力与裂隙渗流耦合相关算法与模型,分析煤层在多种应力条件下,采用水以及超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SC-CO_2)作为压裂液的不同压裂过程,获得对应的裂缝扩展模式及压裂液使用量,并进一步对裂缝宽度发展与注入流体变化等结果展开分析。结果表明,超临界CO_2压裂下煤体裂缝发展较完全,裂缝数量多且形态复杂;煤体的破裂度随地应力的增加先减小后增大。本研究结果可辅助设计人员优化压裂设计,节省成本的同时提高压裂效率,为SC-CO_2应用于煤层气开采提供依据。 |
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其他语种文摘
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Based on the continuous-discontinuous element method,considering the real process of unit deformation,fracture and block contact,such as the introduction of pressure and fracture seepage coupling model and related algorithm,this study analyzed the different fracturing processes of coal seam under various stress conditions using water and supercritical carbon dioxide as fracturing fluids,obtained the corresponding fracture expansion mode and fracturing fluid usage,and analyzed the evolutions of crack openings and fluid volume.The results showed that the fracture development of supercritical carbon dioxide fracturing was complete,the number of fractures was large and the shape was complex,and the fracture degree of coal body first decreased and then increased with the increase of in-situ stress.This work assisted the designers to optimize the fracking design,improved the fracking efficiency,saved the cost,and provided some analysis for SC-CO_2 application in coal bed methane extraction. |
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来源
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山东大学学报. 工学版
,2021,51(6):119-128 【扩展库】
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DOI
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10.6040/j.issn.1672-3961.0.2021.005
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关键词
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煤层气开采
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连续-非连续元方法
;
水-力耦合
;
压裂
;
超临界二氧化碳
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地址
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1.
河北工业大学土木与交通学院, 天津, 300401
2.
中国科学院力学研究所, 北京, 100190
3.
中国科学院大学工程科学学院, 北京, 100049
4.
中化学交通建设集团有限公司, 山东, 济南, 250000
5.
山东大学齐鲁交通学院, 山东, 济南, 250061
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语种
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中文 |
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文献类型
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研究性论文 |
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ISSN
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1672-3961 |
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学科
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建筑科学 |
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基金
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国家自然科学基金青年基金资助项目
;
国家自然科学基金项目
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文献收藏号
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CSCD:7137674
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参考文献 共
24
共2页
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1.
庚勐. 第4轮全国煤层气资源评价方法及结果.
煤炭科学技术,2018,46(6):64-68
|
被引
32
次
|
|
|
|
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2.
刘丹璐. 煤层气水力压裂工艺新进展.
石化技术,2019,26(9):228-229
|
被引
2
次
|
|
|
|
|
3.
程远方. 煤岩水力压裂裂缝形态实验研究.
天然气地球科学,2013,24(1):134-137
|
被引
21
次
|
|
|
|
|
4.
王磊. 超临界CO_2/清水压裂煤体起裂和裂缝扩展试验研究.
岩石力学与工程学报,2019,38(增刊1):2680-2689
|
被引
10
次
|
|
|
|
|
5.
Zou Y S. Experimental study on the growth behavior of supercritical CO_2-induced fractures in a layered tight sandstone formation.
Journal of Natural Gas Science and Engineering,2017,49:145-156
|
被引
2
次
|
|
|
|
|
6.
卢义玉. 页岩超临界CO_2压裂起裂压力与裂缝形态试验研究.
煤炭学报,2018,43(1):175-180
|
被引
28
次
|
|
|
|
|
7.
熊俊杰. 不同扩孔半径下的钻孔水力压裂数值模拟研究.
能源与环保,2019,41(1):27-31
|
被引
1
次
|
|
|
|
|
8.
Hamidi F. Three dimensional modeling of hydraulic fracturing processin oil reservoirs.
Proceedings of 46th U. S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium,2012:24-27
|
被引
1
次
|
|
|
|
|
9.
苏建政. 页岩储层超临界二氧化碳压裂裂缝形态研究.
石油与天然气地质,2019,40(3):616-625
|
被引
9
次
|
|
|
|
|
10.
朱宝存. 地应力与天然裂缝对煤储层破裂压力的影响.
煤炭学报,2009,34(9):1199-1202
|
被引
12
次
|
|
|
|
|
11.
颜志丰. 沁水盆地南部煤层气储层压裂过程数值模拟研究.
地球物理学报,2013,56(5):1734-1744
|
被引
11
次
|
|
|
|
|
12.
王新萍. 基于扩展有限元算法的裂缝转向扩展轨迹预测.
燕山大学学报,2020,44(2):182-188
|
被引
1
次
|
|
|
|
|
13.
郭辉. 低渗透煤层转向压裂裂缝扩展规律的扩展有限元模拟研究.
煤矿安全,2020,51(11):189-194
|
被引
1
次
|
|
|
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|
14.
刘思敏. 基于数值流形方法和交互积分法的平面裂纹T应力求解.
应用力学学报,2021,38(1):113-120
|
被引
3
次
|
|
|
|
|
15.
Li S H. Analysis of critical excavation depth for a jointed rock slope using a face-toface discrete element method.
Rock Mechanics and Rock Engineering,2007,40(4):331-348
|
被引
19
次
|
|
|
|
|
16.
Wang Y N. Stochastic structural model of rock and soil aggregates by continumm-based discrete element method.
Scinece China Technological Sciences,2005,48(Suppl.1):95-106
|
被引
1
次
|
|
|
|
|
17.
冯春. 基于CDEM的钻地弹侵彻爆炸全过程数值模拟研究.
振动与冲击,2017,36(13):11-18
|
被引
13
次
|
|
|
|
|
18.
Feng C. A semi-spring and semi-edge combined contact model in CDEM and its application to analysis of Jiweishan landslide.
Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,2014,6(1):26-35
|
被引
30
次
|
|
|
|
|
19.
冯春. 基于连续-非连续单元方法的露天矿三维台阶爆破全过程数值模拟.
爆炸与冲击,2019,39(2):110-120
|
被引
10
次
|
|
|
|
|
20.
JомизеМ. Фильт рация в т рещиноват ых породах.
Москва,Российская Федерация: Государст венное энергет ическое издат ельст во,1951:1-120
|
被引
1
次
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