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頁巖水力裂縫擴展與微震釋放機制 版權信息
- ISBN：9787030639059
- 條形碼：9787030639059 ; 978-7-03-063905-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
頁巖水力裂縫擴展與微震釋放機制 內容簡介
本書以頁巖為研究對象，從頁巖物理力學性能出發，采用理論研究、水力壓裂試驗和數值模擬等手段，全面論述頁巖水力裂縫起裂準則和擴展機理，分析水力裂縫擴展過程中微震釋放機制。全書共7章，分別介紹了頁巖水力裂縫與微震釋放機制的研究意義、現狀和趨勢，頁巖各向異性與可壓性評價，頁巖水力裂縫起裂準則，頁巖水力裂縫擴展機理，頁巖真三軸水力裂縫擴展規律，頁巖水力裂縫擴展機制的數值驗證等，并對水力裂縫擴展釋放微震的機制進行了研究分析。
頁巖水力裂縫擴展與微震釋放機制 目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.1.1 頁巖及頁巖氣 1
1.1.2 頁巖氣開采的水力壓裂技術 2
1.1.3 頁巖水力裂縫的微震監測 3
1.2 國內外研究現狀 4
1.2.1 頁巖水力裂縫擴展機理研究 4
1.2.2 頁巖水力壓裂試驗研究 6
1.2.3 頁巖水力裂縫的數值模擬研究 6
1.2.4 水力壓裂誘發微震機制研究 9
第2章 頁巖各向異性力學特性及可壓性評價 11
2.1 頁巖破壞模式的各向異性試驗研究 11
2.1.1 拉伸破壞的各向異性 12
2.1.2 單軸壓縮破壞的各向異性 14
2.1.3 三軸壓縮破壞的各向異性 16
2.2 頁巖物理力學參數的各向異性試驗研究 19
2.2.1 破壞強度的各向異性 19
2.2.2 靜彈性參數的各向異性 24
2.2.3 動態參數的各向異性試驗 26
2.2.4 抗剪強度參數計算 31
2.2.5 各向異性材料參數計算 32
2.3 頁巖的可壓性評價 33
2.3.1 X衍射全巖分析可壓性 33
2.3.2 頁巖三軸壓縮試驗分析可壓性 34
第3章 巖石水力裂縫起裂準則與微震釋放機制 38
3.1 巖石水力裂縫起裂準則 39
3.1.1 張拉破壞準則 39
3.1.2 剪切破壞準則 40
3.1.3 斷裂力學準則 42
3.2 巖石水力裂縫擴展形態 45
3.2.1 *大周向應力理論 45
3.2.2 應變能密度因子理論 45
3.2.3 *大能量釋放率理論 47
3.3 巖石水力裂縫擴展的微震機制 47
3.3.1 震源模型及震源位移 47
3.3.2 震源機制分析方法及表征 51
第4章 頁巖水力裂縫擴展機理 57
4.1 水力裂縫擴展的彈塑性解 57
4.1.1 理論模型 57
4.1.2 計算及分析 59
4.2 考慮圍壓的傾斜水力裂縫擴展分析 60
4.2.1 傾斜裂縫應力強度因子計算 60
4.2.2 計算與分析 61
4.3 裂縫周圍地應力場重分布規律 63
4.3.1 單條裂縫周圍的地應力場分布 63
4.3.2 單條裂縫周圍地應力場的影響分析 66
4.3.3 地應力重分布的影響因素 72
4.3.4 雙裂縫形態條件下的地應力轉向 75
4.3.5 地應力均一化在油氣開發中的應用 78
4.4 相交節理的擴展分析 79
4.4.1 節理型裂縫的相交擴展準則 79
4.4.2 擴展形態分析 81
4.4.3 裂縫相交時擴展形態的參數分析 83
第5章 頁巖真三軸壓裂試驗及裂縫分布規律 87
5.1 頁巖水力壓裂試驗方案與過程 87
5.1.1 試驗方案及聲發射監測布置 87
5.1.2 試驗系統及設備 89
5.1.3 試驗步驟及方案設計 90
5.2 壓裂方案及裂縫擴展 93
5.2.1 水壓力曲線 93
5.2.2 表面裂縫 95
5.2.3 水力裂縫 96
5.3 裂縫擴展的聲發射監測分析 97
5.3.1 水壓力曲線與AE事件分布 97
5.3.2 聲發射信號時頻分析 99
5.3.3 水力壓裂的聲發射特征分析 103
第6章 頁巖水力裂縫擴展機理的數值模擬 108
6.1 單裂縫擴展的數值模擬 108
6.1.1 模型建立 108
6.1.2 裂縫擴展時主應力場變化 110
6.1.3 參數影響分析 112
6.2 水力裂縫擴展的三維數值模擬 113
6.2.1 模型建立 114
6.2.2 模型驗證 115
6.2.3 水力裂縫擴展規律 117
6.3 頁巖非均質性對水力裂縫擴展的影響 124
6.3.1 表面裂縫 125
6.3.2 水力裂縫 126
6.3.3 弱結構單元起裂及擴展規律 126
6.4 水力裂縫與天然裂縫相互作用機理 128
6.4.1 模型建立 128
6.4.2 天然裂縫對水力裂縫擴展的影響 129
第7章 頁巖水力壓裂微震釋放的數值模擬 134
7.1 模型建立 134
7.2 微震動態模擬結果 135
7.2.1 微震波傳播整體過程分析 135
7.2.2 幾何特征對波形特征的影響 139
7.2.3 P波、S波信號傳播規律 141
參考文獻 145
第1章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.1.1 頁巖及頁巖氣 1
1.1.2 頁巖氣開采的水力壓裂技術 2
1.1.3 頁巖水力裂縫的微震監測 3
1.2 國內外研究現狀 4
1.2.1 頁巖水力裂縫擴展機理研究 4
1.2.2 頁巖水力壓裂試驗研究 6
1.2.3 頁巖水力裂縫的數值模擬研究 6
1.2.4 水力壓裂誘發微震機制研究 9
第2章 頁巖各向異性力學特性及可壓性評價 11
2.1 頁巖破壞模式的各向異性試驗研究 11
2.1.1 拉伸破壞的各向異性 12
2.1.2 單軸壓縮破壞的各向異性 14
2.1.3 三軸壓縮破壞的各向異性 16
2.2 頁巖物理力學參數的各向異性試驗研究 19
2.2.1 破壞強度的各向異性 19
2.2.2 靜彈性參數的各向異性 24
2.2.3 動態參數的各向異性試驗 26
2.2.4 抗剪強度參數計算 31
2.2.5 各向異性材料參數計算 32
2.3 頁巖的可壓性評價 33
2.3.1 X衍射全巖分析可壓性 33
2.3.2 頁巖三軸壓縮試驗分析可壓性 34
第3章 巖石水力裂縫起裂準則與微震釋放機制 38
3.1 巖石水力裂縫起裂準則 39
3.1.1 張拉破壞準則 39
3.1.2 剪切破壞準則 40
3.1.3 斷裂力學準則 42
3.2 巖石水力裂縫擴展形態 45
3.2.1 *大周向應力理論 45
3.2.2 應變能密度因子理論 45
3.2.3 *大能量釋放率理論 47
3.3 巖石水力裂縫擴展的微震機制 47
3.3.1 震源模型及震源位移 47
3.3.2 震源機制分析方法及表征 51
第4章 頁巖水力裂縫擴展機理 57
4.1 水力裂縫擴展的彈塑性解 57
4.1.1 理論模型 57
4.1.2 計算及分析 59
4.2 考慮圍壓的傾斜水力裂縫擴展分析 60
4.2.1 傾斜裂縫應力強度因子計算 60
4.2.2 計算與分析 61
4.3 裂縫周圍地應力場重分布規律 63
4.3.1 單條裂縫周圍的地應力場分布 63
4.3.2 單條裂縫周圍地應力場的影響分析 66
4.3.3 地應力重分布的影響因素 72
4.3.4 雙裂縫形態條件下的地應力轉向 75
4.3.5 地應力均一化在油氣開發中的應用 78
4.4 相交節理的擴展分析 79
4.4.1 節理型裂縫的相交擴展準則 79
4.4.2 擴展形態分析 81
4.4.3 裂縫相交時擴展形態的參數分析 83
第5章 頁巖真三軸壓裂試驗及裂縫分布規律 87
5.1 頁巖水力壓裂試驗方案與過程 87
5.1.1 試驗方案及聲發射監測布置 87
5.1.2 試驗系統及設備 89
5.1.3 試驗步驟及方案設計 90
5.2 壓裂方案及裂縫擴展 93
5.2.1 水壓力曲線 93
5.2.2 表面裂縫 95
5.2.3 水力裂縫 96
5.3 裂縫擴展的聲發射監測分析 97
5.3.1 水壓力曲線與AE事件分布 97
5.3.2 聲發射信號時頻分析 99
5.3.3 水力壓裂的聲發射特征分析 103
第6章 頁巖水力裂縫擴展機理的數值模擬 108
6.1 單裂縫擴展的數值模擬 108
6.1.1 模型建立 108
6.1.2 裂縫擴展時主應力場變化 110
6.1.3 參數影響分析 112
6.2 水力裂縫擴展的三維數值模擬 113
6.2.1 模型建立 114
6.2.2 模型驗證 115
6.2.3 水力裂縫擴展規律 117
6.3 頁巖非均質性對水力裂縫擴展的影響 124
6.3.1 表面裂縫 125
6.3.2 水力裂縫 126
6.3.3 弱結構單元起裂及擴展規律 126
6.4 水力裂縫與天然裂縫相互作用機理 128
6.4.1 模型建立 128
6.4.2 天然裂縫對水力裂縫擴展的影響 129
第7章 頁巖水力壓裂微震釋放的數值模擬 134
7.1 模型建立 134
7.2 微震動態模擬結果 135
7.2.1 微震波傳播整體過程分析 135
7.2.2 幾何特征對波形特征的影響 139
7.2.3 P波、S波信號傳播規律 141
參考文獻 145
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