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FracMan软件之施工排量对压后缝网效果影响

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FracMan FracMan教程 裂缝模拟
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FracMan软件之施工排量对压 后缝网效果影响  受地应力场影响,水力主缝沿水平最大主应力方向延伸, 与天然裂缝相遇时,依据如下准则,判断天然裂缝是否膨 胀开启: 膨胀天然裂缝 = 缝内压力 裂缝所受的挤压正应力  在压裂模拟过程中软件按时间步长逐次计算,实时更新 主缝延伸形态,判断天然裂缝的开启性。 水力 主缝 激活天 然裂缝 一、裂缝扩展原理 FracMan压裂模拟效果  FracMan水力压裂模拟是基于压裂泵注体积与缝网张开 体积之间的体积平衡,综合考虑力学参数场、地应力场及缝 内延伸压力,按时间步长模拟水力压裂过程  在压裂改造过程由于中水力主缝及其激活天然发生膨胀, 对周围岩体造成挤压、形变,导致缝网周围产生应变增量。 FracMan软件通过 ODA算法,将其产生的应变增量等效到 网格数据体中。  根据网格模型中的应变增量属性,结合软件自身的有 限元方法,更新压后地应力场分布情况。 © Golder Associates, June 2019 初始岩体基质 膨胀裂缝开度 岩体应变 e e 二、压后缝网应力扰动原理 σnew = σold +Dnew Af:裂缝等效面积; Amax:过网格中心点,与裂 缝产状平行的裂缝等效面 积 L:理论应变深度 针对不同施工排量,开展直井段压后改造效果的对比分析。模拟结果表明,随着施工排量增大,压后 缝网形态从以水力主缝沟通少量天然裂缝为主逐步过渡到以激活天然裂缝为主的复杂缝网。 三、不同施工排量下缝网展布效果 支撑剂充填 支撑剂未充填 施工液量: 800m3 施工砂量: 30m3 施工排量: 8 m3/min 施工液量: 800m3 施工砂量: 30m3 施工排量: 12 m3/min 施工液量: 800m3 施工砂量: 30m3 施工排量: 16 m3/min ① ② ③ 半缝长 180m 半缝长 100m 半缝长 50m 三、不同施工排量下的压后应力效果 施工排量 8 m3/min时缝网周围应力变化  压后缝网附近存在 应力集中现象。随着施 工排量的增加,缝网周 围应力扰动现象更为严 重,其空间展布形态更 加复杂。 施工排量 12m3/min时缝网周围应力变化  压后缝网附近存在应力 集中现象。随着施工排量 的增加,缝网周围应力扰 动现象更为严重,其空间 展布形态更加复杂。 三、不同施工排量下的压后应力效果 施工排量 16 m3/min时缝网周围应力变化 施工排量 16 m3/min 施工排量 8 m3/min 施工排量 12 m3/min 改造体积 182177.42 m3 改造体积 91491.82 m3  随着压裂施工排量的增 加,缝网的改造体积,先 增大,后减小;  改造区内所沟通的裂体 缝密度逐渐增加。 改造体积 163200.17 m3 裂缝密度 (1/m) P32=0.1 裂缝密度 (1/m) P32=0.12 裂缝密度 (1/m)P32=0.18 在人工压裂造缝时 , 由于天然裂缝的抗张强度小于岩石的抗张强度 , 若达到一定条件 , 天然裂缝会 优先张开并相互连通形成压裂缝 。 当施工排量较大时 , 压裂缝网不再严格地沿着最大主应力方向展布 , 近井带形成复杂缝网 。 当施工排量较小时 , 现今最大主应力对人工缝开启方向具有控制作用 , 压裂裂缝 以水力主缝为主 , 其方向 、 形态受现今地应力场控制 。 四、结论
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