發(fā)布時(shí)間：2024-06-06 01:05

　　能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),天然氣和非化石能源已成為世界能源發(fā)展的主要方向。頁(yè)巖氣是賦存于有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖中的非常規(guī)天然氣,在我國(guó)其儲(chǔ)量位居世界第一。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層致密低滲且含有大量天然層理,具有強(qiáng)非均質(zhì)性和各向異性特點(diǎn),須通過(guò)水力壓裂技術(shù)才能獲得商業(yè)產(chǎn)能,常規(guī)水力壓裂裂紋擴(kuò)展理論不能完全適用頁(yè)巖儲(chǔ)層。為了揭示非均質(zhì)各向異性頁(yè)巖氣儲(chǔ)層水力壓裂裂紋的擴(kuò)展規(guī)律,論文采用實(shí)驗(yàn)、理論和數(shù)值模擬相結(jié)合方法開展研究,主要研究工作及成果如下:(1)自主研制了具有多手段識(shí)別裂縫的真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開展了頁(yè)巖各向異性力學(xué)特性和頁(yè)巖原巖及相似材料模型水力壓裂實(shí)驗(yàn),得到了頁(yè)巖垂直與平行層理方向單軸加載應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及破裂強(qiáng)度指標(biāo)和頁(yè)巖水力壓裂受層理和應(yīng)力等因素影響的裂紋擴(kuò)展規(guī)律:水力壓裂裂紋擴(kuò)展由地應(yīng)力、層理方位以及頁(yè)巖層理和頁(yè)巖基質(zhì)強(qiáng)度共同決定。(2)利用復(fù)變函數(shù)理論分析得到裂紋尖端應(yīng)力狀態(tài),通過(guò)比較壓裂裂縫遇層理時(shí)沿原方向和轉(zhuǎn)向?qū)永矸较驍U(kuò)展時(shí)所需注水壓力,建立了水力壓裂裂紋遇層理后的擴(kuò)展判據(jù),并引入層理和頁(yè)巖基質(zhì)臨界強(qiáng)度比指標(biāo),得到頁(yè)巖水力壓裂裂紋在不同地應(yīng)力、層理方位和頁(yè)巖層理及頁(yè)巖基質(zhì)強(qiáng)度條件...

【文章頁(yè)數(shù)】：170 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

１．１研究目的和意義??隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，尤其是發(fā)展中國(guó)家工業(yè)化程度的不斷提升，能源的消費(fèi)量??急劇增長(zhǎng)。根據(jù)中國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)［１］顯示近五年我國(guó)ＧＤＰ和ＥＴＣ變化曲線（圖１．１），??從中可知我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度與能源消費(fèi)量密切相關(guān)。而中國(guó)長(zhǎng)期處于煤多、油貧、??氣少....

?年份??圖１．３近５年美國(guó)各類天然氣產(chǎn)量?圖１．４美國(guó)能源供給變化曲線??Ｆｉｇ．?１．３?Ａｌｌ?ｋｉｎｄｓ?ｏｆ?ｎａｔｕｒａｌ?ｇａｓ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?Ｆｉｇ．?１．４?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｕ．Ｓ．??ｏｆ?ｔｈｅ?Ｕ．Ｓ．?ｉｎ?ｒｅｃｅ....

?美國(guó)近五年各類天然氣產(chǎn)量所示，頁(yè)巖氣開采的迅速發(fā)展使美國(guó)天然氣總產(chǎn)量迅速攀升，??能源行業(yè)發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變（見(jiàn)圖１．４），美國(guó)有望由能源進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉闯隹趪?guó)。除美??國(guó)之外，加拿大、澳大利亞及中國(guó)等也較早開始了頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)，表１．１是ＥＡＩ于２０１３??年發(fā)布的世界技術(shù)可....

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本文編號(hào)：3990073