基于能量释放率理论的垂直裂缝穿层机理及扩展特征

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51704037
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0402.油气开采
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The thin and interbedded reservoir usually has multiple thin layers, which have many complicated conditions, such as rock mechanics parameters difference, geo-stress field difference and the interface effect. So, the current researches of vertical fracture propagation in multiple layers have many limitations. Therefore, developing the numerical simulation method of hydraulic fracture penetrating the layered formation and establishing a mathematical-physical model for simulation the propagation of hydraulic fracture in layered formation are the key to resolve the problem. Aimed at this, this project plans to research on penetration mechanism and propagation features of vertical fracture using methods of experimental analysis, theoretical calculation and numerical simulation based on the theory of energy release rate. Using linear spring model to simulate the interface effect, this project will calculate the energy release rate of vertical fracture penetration/deflection at the interfaces using virtual crack closure technique(VCCT). The fracture propagation path predicted by this method can be compared with the experimental data. Then, the test of three-point bending will be conducted to verify the prediction results, which forms a prediction method of vertical fracture penetration/deflection at the interfaces. On this basis, a mathematic-physical model to calculate fracure geometric parameters will be established considering interfacial effects and fracturing fluid leakoff. This research will be helpful in developing and perfecting propagation theory of hydraulic fracture in layered formation.
薄互储层具有层多且薄的特征,各层间存在岩石力学差异、地应力差异及层间界面效应等复杂情况,使得现有垂直裂缝的层间扩展研究存在很大的局限性。形成垂直裂缝在层间界面扩展路径选择的判断方法,建立垂直裂缝在层状地层扩展的数学物理模型,是解决这一问题的关键。本项目拟基于能量释放率理论,采用实验分析、理论计算与数值模拟相结合的方法,系统研究垂直裂缝的穿层机理及扩展特征。以线弹簧模型模拟层间界面效应,利用虚拟裂纹闭合法(VCCT)计算垂直裂缝穿过界面及沿界面扩展的能量释放率,结合实验获取的岩石及界面临界断裂能量释放率,判断裂缝扩展路径,通过三点弯曲试验进行验证,形成垂直裂缝界面扩展路径选择的数值模拟方法;考虑界面效应及压裂液滤失对缝内压力分布的影响,建立垂直裂缝在层状地层扩展的数学物理模型,计算其层间几何参数,分析各因素对裂缝扩展的影响。该研究有助于进一步发展和完善水力裂缝层间扩展理论。

结项摘要

薄互储层具有层多且薄的特征,各层间存在岩石力学差异、地应力差异及层间界面效应等复杂情况,使得现有垂直裂缝的层间扩展研究存在很大的局限性。本研究通过模拟层状岩石试件及页岩试件本体力学参数及界面力学参数的测试实验,形成了相关实验测试方法;采用三点弯曲试验测试了不同的天然页岩岩心的力学参数,得到了不同的裂缝扩展路径;建立了垂直裂缝扩展路径选择的有限元数值模型,基于三点弯曲试验与数字图像法开展了裂缝扩展路径选择的物理模拟实验,验证了数值模型的准确性,形成了基于能量释放率理论的裂缝扩展路径选择数值模拟方法;建立了垂直裂缝穿层的数学物理模型,形成了层间裂缝扩展几何参数计算方法,编制了弱界面层间裂缝扩展几何参数计算软件。该研究成果有助于进一步发展和完善水力裂缝层间扩展理论。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Experimental study of shear and hydraulic bonding strength between casing and cement under complex temperature and pressure conditions
复杂温压条件下套管与水泥剪切及水力粘结强度试验研究
  • DOI:
    10.1098/rsos.192115
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
    Royal Society Open Science
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Huanqiang Yang;Qi Fu;Jiang Wu;Lulu Qu;Dong Xiong;Yang Liu
  • 通讯作者:
    Yang Liu
An experimental investigation on the tensile stiffness in layered rock interface using the digital image correlation technique
基于数字图像相关技术的层状岩石界面拉伸刚度实验研究
  • DOI:
    10.3233/sfc-200251
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Strength, Fracture and Complexity
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiong Dong;Yang Huanqiang;Liu Yang;Wang Xiaowei
  • 通讯作者:
    Wang Xiaowei

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其他文献

杭州市近地面大气臭氧浓度变化特征分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    应方;徐宏辉;洪盛茂;杨焕强
  • 通讯作者:
    杨焕强
杭州市PM2.5中水溶性离子的污染特征及其消光贡献
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴丹;蔺少龙;杨焕强;杜荣光;夏俊荣;齐冰;刘刚;李凤英;杨孟;盖鑫磊
  • 通讯作者:
    盖鑫磊

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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