基于最小应变能密度因子断裂准则的岩石裂纹水力压裂研究

论文摘要

建立了考虑裂纹尖端非奇异项T应力的最小应变能密度因子断裂准则,研究了不同裂纹类型条件下T应力和泊松比对起裂角的影响,结果表明裂纹起裂角不仅与奇异项应力强度因子有关,而且还需要考虑非奇异项T应力和泊松比的影响作用.同时计算了含井筒对称双裂纹水力压裂模型的起裂角和临界水压,表明依据本文断裂准则计算得到理论解与实验结果吻合良好.在此基础上,利用该准则从理论上分析了临界裂纹区尺寸、T应力、比奥系数、侧压系数、泊松比等因素对水力压裂裂纹起裂特性的影响.参数分析表明:临界裂纹区尺寸、T应力和侧压系数对临界水压和临界起裂角有显著影响.临界水压随着泊松比增大而减小,而临界起裂角呈现相反变化趋势.比奥系数对临界起裂角没有影响,但是在高水压条件下对起裂角具有显著影响.

论文目录

• 1 理论模型
• 2 断裂准则验证
•   2.1 泊松比和T应力与起裂角的关系
•   2.2 水力压裂实验验证
• 3 水力压裂临界水压和临界起裂角
•   3.1 T应力对临界水压和临界起裂角的影响
•   3.2 临界水压和临界起裂角影响因素分析
•   3.3 泊松比对临界水压和临界起裂角影响因素分析
•   3.4 高水压条件下的起裂特性分析
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 董卓,唐世斌,郎颖娴

关键词: 应变能密度因子,应力,水力压裂,泊松比,比奥系数,起裂角,临界水压

来源: 工程科学学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 力学,石油天然气工业

单位: 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,大连理工大学土木工程学院

基金: 国家自然科学基金面上项目(51874065),国家自然科学基金资助项目(U1562103,51474046)

分类号: O346.1;TE357.12;TE377

DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.003

页码: 436-446

总页数: 11

文件大小: 627K

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