基于边界元法的水力压裂数值模拟技术PDF电子书下载

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第1章 水力压裂力学模型与数值模拟简介 1

1.1 水力压裂基本原理 2

1.1.1 直井水力压裂 2

1.1.2 水平井水力压裂 4

1.2 水力压裂力学模型 8

1.2.1 单条水力裂缝模型 8

1.2.2 多段多簇水力裂缝模型 12

1.2.3 复杂缝网压裂模型 14

1.3 水力压裂数值模拟方法 16

1.3.1 扩展有限元 17

1.3.2 离散元 17

1.3.3 边界元 18

1.3.4 压裂数值模拟方法的比较 21

1.4 本章小结 21

参考文献 21

第2章 水力裂缝与边界元计算方法 27

2.1 裂尖应力强度因子 28

2.2 裂缝扩展准则 30

2.2.1 最大拉伸应力准则 30

2.2.2 最小应变能密度准则 31

2.2.3 经验椭圆准则 31

2.3 二维位移不连续法 32

2.3.1 方法简介 32

2.3.2 数值验证 34

2.4 二维虚拟应力法 37

2.4.1 方法简介 37

2.4.2 数值验证 39

2.5 三维位移不连续法 41

2.5.1 方法简介 41

2.5.2 数值验证 43

2.6 本章小结 46

参考文献 46

第3章 水力裂缝间应力干扰数值模拟技术 49

3.1 问题描述 50

3.2 单条直裂缝应力影 51

3.3 单井中平行直裂缝应力影 54

3.4 双井中平行直裂缝应力影 60

3.5 “井工厂”压裂应力影 62

3.6 本章小结 63

参考文献 63

第4章 水平井分段压裂裂缝扩展数值模拟技术 65

4.1 流-固耦合的多裂缝同步扩展力学模型 66

4.1.1 模型假设 66

4.1.2 多裂缝同步扩展力学方程 67

4.1.3 流-固耦合求解 69

4.1.4 模型验证 70

4.1.5 算例分析 72

4.2 水平井分段次序压裂数值模拟 75

4.2.1 单簇射孔压裂 75

4.2.2 多簇射孔压裂 82

4.3 水平井分段交错压裂数值模拟 89

4.3.1 单簇射孔压裂 89

4.3.2 多簇射孔压裂 91

4.4 Texas两步法压裂数值模拟 96

4.4.1 单簇射孔压裂 97

4.4.2 多簇射孔压裂 98

4.5 水力裂缝弯曲程度敏感性分析 101

4.6 双水平井同步压裂数值模拟 104

4.7 本章小结 105

参考文献 105

第5章 水平井复杂缝网压裂数值模拟技术 109

5.1 天然裂缝与水力裂缝的干扰行为 110

5.2 基于图论法的复杂裂缝网络描述方法 112

5.3 基于图论法的裂缝网络中流体流动 115

5.3.1 正交裂缝网络 115

5.3.2 离散裂缝网络 119

5.4 基于有限体积法-边界元法的缝网压裂力学模型 119

5.4.1 基于有限体积法的缝网流动 119

5.4.2 基于边界元法的缝网变形 121

5.4.3 有限体积法-边界元法流固耦合求解 122

5.5 离散裂缝网络压裂数值模拟 123

5.5.1 无黏流体压裂 123

5.5.2 黏性流体压裂 128

5.6 正交裂缝网络压裂数值模拟 130

5.7 本章小结 133

参考文献 133

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