非常规天然气开采中关键力学问题理论与试验研究

项目名称： 非常规天然气开采中关键力学问题理论与试验研究

项目编号： No.11272216

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 沈新普

作者单位： 北方工业大学

项目金额： 95万元

中文摘要： 本课题将围绕非常规石油气田钻井及完井工程中关键力学问题，进行理论研究和试验研究，开发出相应的理论模型及数值计算工具软件。主要内容包括：1）用二阶张量损伤表达具有强烈各向异性的储层内赋存的天然裂隙，在连续介质损伤力学框架内研究孔隙压力作用下的塑性损伤演化与孔隙压力及其梯度变化的耦合关系。2）结合具有孔隙压力变量的粘性界面单元，综合使用上述开发的连续损伤和界面断裂本构模型，模拟压裂施工过程中孔隙压力作用下储层主裂纹面上各点的张开位移、以及岩石基体内张量损伤的演化，并进一步采用实验和数值两种方法研究张量损伤与渗透系数及孔隙率的耦合变化规律。3）结合物探测井资料和地层材料的物理力学特性，建立基于最佳力学特性的井孔轨迹优化设计的理论方法。优化后的井孔轨迹将综合具有易钻进、和易于进行压裂施工等优点。4）把上述理论成果用于某油田的非常规油气工程实际，为非常规油气开发提供初步的理论指导服务。

中文关键词： 塑性；损伤；断裂；多物理场耦合；水力压裂

英文摘要： Aim of this proposal focuses on providing solution to the key mechanical problems in development of unconventional petroleum gas. Both theoretical and experimental studies will be carried out. Principal tasks to be performed are: 1) Natural fractures of f

英文关键词： plasticity；damage；fracture；multiphysics coupling；hydraulic fracturing