Unser reichhaltiges Schiefergasvorkommen, hat Schiefergasreserven der Welt bewiesen, aber es war niedrig Reservoir Porosität und geringe Permeabilität Eigenschaften der physikalischen Eigenschaften der Bedarf an effektiveren Hydraulic Fracturing für Schiefergas in die Verbesserung der Gesteinspermeabilität, die in anderen Ländern viel größer als die Schwierigkeit der Ausbeutung ist. derzeit ist das Grundproblem der Hydraulic-Fracturing-Technologie in China, wie eine vernetzte groß angelegte Netzwerk mit dem Schiefer in der Schiefer, Desorption und Verschiebung für die Zusammenarbeit von Rissen zu bilden Gas wurde schnell abgebaut.
Feste Frac-Flüssigkeit - - Vor kurzem Nonlinear Mechanik, Institut für Mechanik, State Key Laboratory AKTOREN Team um in hydraulischem Gestein Fluid-Grenzfläche Scherspannung Fracturing, Forschungsarbeiten für das Rissausbreitungsgesetz durchzuführen gefunden, dass Spaltflüssigkeit Viskosität Feststoff fließt - Flüssigkeits-Grenzschubspannung viel höher als der vorhergesagten Wert der traditionellen Modelle Phänomen kann verwendet werden, um auszuwählen, und führt das Zerklüftungsfluid in Fracturing-Modus eine große Wirkung auf dem Rissausbreitungsgesetz hat diese Feststellung des Bohrlochdruckes erklärt gefunden. Die Optimierung hat einen wichtigen Anwendungswert.
Allgemein angenommen Stärke Hydraulic Fracturing im gesamten Risse blieb unverändert, nur in der Nähe der Rissspitze erscheint gestürzt. In der Theorie, fanden die Forscher auch, dass der Druck eine Singularität an der Rissspitze hat, und die Singularität Stärke und Ausbreitung führende knacken Mechanismus (brechen von Gestein Stromverbrauch, Stromverbrauch von viskosen Zerklüftungsfluids dominant-Mechanismus) in Bezug viskosen Zerklüftungsfluids Leistungsverbrauch des vorherrschenden Mechanismus, um -1/2 Singularität Verschwinden der klassischen linearen elastischen Bruchmechanik, Fluiddruck Rißspitze -1/3 Reihenfolge der Singularität der festen betont auch -1/3 Singularität Ordnung, die eine Feststoff - Flüssigkeits-zwei~~POS=TRUNC verursacht Stress durch das Gleichgewicht der Kräfte zu verstehen ist, ist Schubspannung Singularität stärker als der Druck, Daher ist eine detaillierte Untersuchung der Auswirkungen von Scherbeanspruchung erforderlich.
Dementsprechend ist die Untersuchung der Rißspitze Stress Singularität für Fest - Flüssig-Grenzfläche Scherspannung auf einer qualitativen Analyse von Forschern asymptotische Natur Rißspitze Spannung und Verschiebung und die Verschiebung und die Spannungsfelder im Zusammenhang mit dem neu geschaffenen Randintegral. Gleichung forschten und fanden heraus, dass die Scherbeanspruchung Risse geschlossen, um zu bewirken neigt, Berechnung der Spannungsintensitätsfaktor und die Energiefreisetzungsrate notwendig ist, um zu bestimmen, verwendet Änderungen Scherspannung einzuführen; Risse die möglichen Instabilitätsphänomene expandierende und durch die Nähe der Rissspitze Stress und Dehnungsenergiedichte, einen Riss zu erhalten neigt senkrecht Cracken zur Rissoberflächenspannung zu scheren. Diese Befunde theoretisch bewiesen durch die Bruchparameter steuern, Rißausbreitung auftritt, so daß Instabilitätserscheinung, stellt die Bildung von Rissen Hydraulic-Fracturing-Netzwerk eine neue Idee . Flüssig-Grenzfläche Kopplung von Spannungszustand Kraftgesetz-Fluid Hydraulic-Fracturing-Modell, und basierend auf dem korrigierten Spannungsintensitätsfaktor Rißausbreitung Kriterium, das Modell - auf dieser Basis, die Forscher zum gemeinsamen Hydraulic Fracturing Risses bezogen auf Fest dish Kann auf ein herkömmliches zweidimensionales und quasi-dreidimensionales hydraulisches Fracturing-Modell erweitert werden, um einen schnellen und genauen hydraulischen Frakturierungssatz zu liefern Und Simulationsprogramme. Weitere Studien zeigten, dass der Stromverbrauch der Strömung des viskosen Zerklüftungsfluids und Steinbruch vernachlässigbar ist im Vergleich zum Stromverbrauch der Fall, in dem die Scherspannung in längeren, schmaleren und höheren Risses Bohrlochdruck führt, und eine hohe ein Riss Scherspannung Potential Instabilitätsphänomene, während an der Rissspitze und das Bohrloch; Anwesenheit von festen - Druck und Scherspannung auf der Flüssigkeitsoberfläche, und den Stromverbrauch des Strömungsgesteinsbruches an zähflüssiger Leistungsaufnahme von zwei Paaren von dominantem Mechanismus Fracturing, und den führenden in dem Mechanismus der Fracturing Prozessänderung, die Richtung ändern und Potenzgesetz Flussindex von etwa aufbrechenden Fluids. diese Ergebnissen des Bohrloches Druck erklären, ist viel höher als gefundene Phänomen der traditionellen Modellvorhersagen für das Zerklüftungsfluid und Selektionsdruck Die gebrochene Flusskontrolle liefert die Richtung.
Weitere Arbeiten in ausführliche Untersuchung der fest - flüssig Grenzflächenscherspannung einen wichtigen Einfluss auf den Prozess der Hydraulic Fracturing Stress Singularität und der vorherrschende Mechanismus stellt einen neuen Weg, um die grundlegenden Probleme zu lösen, die in Schiefergas vorhanden sind.
Relevante Forschungsergebnisse wurden im ASME Journal of Applied Mechanics veröffentlicht, das von der National Natural Science Foundation des China Petroleum & Chemical Joint Fund, dem Innovation Cross Team Project der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, dem Frontier Science Research Key Project und dem Strategic Pilot Science and Technology Project unterstützt wurde.
Abb.1 Normalisierte Spannungs- und Dehnungsenergiedichteverteilung nahe der Rissspitze unter verschiedenen dominanten Mechanismen
Abbildung 2. (a) Schematische Darstellung der scheibenförmigen hydraulischen Frakturierung, (b) Übergang des dominanten Mechanismus mit verschiedenen Strömungsindizes <0.5 时, 由断裂耗功向黏性耗功主导机制转变; n>0,5 dominierte die Schubspannung die frühe Rissausbreitung
