高温花岗岩压裂裂缝剪切滑移数值模拟研究

徐志鹏 [1], 盛茂 [1],
[1] 中国石油大学(北京)
Published in 2017

干热岩致密且天然裂缝发育,能否有效激活天然裂缝、提高储层连通性是高效开发干热岩地热能的关键。流-固-热耦合作用下的裂缝剪切滑移机制是其关键科学问题之一。本文基于 COMSOL 多物理场计算平台,建立干热岩压裂裂缝剪切滑移模型,综合考虑热储层与注入流体换热、原地应力、缝内净压力、裂缝面摩擦系数等原位参数,得到了裂缝剪切滑移加速度与位移、速度与位移、位移与时间以及摩擦力与位移的变化规律。同时研究了材料属性、法向加载路径、切向载荷和摩擦系数等因素对极限滑移距离的影响规律。结果表明:裂缝极限滑动位移(极限滑动距离)受岩石弹性模量、裂缝面摩擦系数、裂缝法向载荷的加载路径等因素影响较大。岩石弹性模量存在阀值,小于阀值时,杨氏模量越大,极限滑移距离越大;相同峰值的不同法向载荷加载路径,极限滑移距离不同。本研究有助于深入认识干热岩压裂剪切裂缝滑移规律。

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