多场耦合作用下页岩气储层网络裂缝宏-细观演变机理及压裂参数优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51874351
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0402.油气开采
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

This project is international frontier research in the field of rock mechanics. It aims to improving the flow conductivity of the shale-gas network crack in China's new green and low-carbon energy exploitation, by studying macro-micro evolution mechanism of the shale-gas network cracks and parameter optimization of the hydraulic fracturing technology under multi-field coupling conditions. Firstly, hydraulic-mechanical-chemical coupling fracture theory (including crack initiation criterion, crack propagation control equation, crack coalescence condition and fracture criterion) and mesoscopic fracture criterion of the arbitrary multi-cracks (including arbitrary length and inclination angle) are established based on fracture mechanics, damage mechanism, fluid mechanics and chemical kinetics. And then, a new characterization method of network crack flow conductivity is proposed and new test methods of multi-crack propagation length real-time monitoring and network crack conductivity characterization parameters are proposed under multi-field coupling conditions. Fracture tests of shale multi-cracks and their numerical simulation are conducted in order to reveal the macro-micro evolution mechanism and influencing factors of the shale-gas network cracks. Finally, the optimal hydraulic fracturing technology parameters are determined for increasing the flow conductivity of the shale gas network cracks. This study is of great significance not only for the development of rock fracture mechanics, but also for the improvement of hydraulic fracturing technology and shale-gas exploitation efficiency.
本项目瞄准国际岩石力学领域研究前沿,针对我国新型清洁低碳能源——页岩气开发工程中亟待解决的提升页岩气储层网络裂缝导流能力关键问题,开展多场耦合作用下页岩气储层网络裂缝宏-细观演变机理及压裂参数优化研究。在断裂力学、损伤力学、流体力学、化学动力学相结合的理论框架下,建立多场(渗流场、应力场、化学场)耦合作用下任意多裂纹(含任意长度、方位角)扩展理论(含起裂判据、裂纹扩展控制方程、贯通条件、断裂准则等)以及颗粒流细观断裂准则,提出网络裂缝导流能力表征方法,研制多裂纹扩展长度实时监测方法和网络裂缝导流能力表征参数测试方法;通过多场耦合作用下多裂纹断裂试验及数值模拟,揭示页岩气储层网络裂缝宏-细观演变机理及网络裂缝导流能力的影响因素规律,提出多场耦合作用下页岩气储层水力压裂参数优化方案。研究结果不仅对岩石断裂力学发展具有重要的理论意义,而且对我国页岩气压裂技术改进和高效开发具有重要的应用价值。

结项摘要

本项目瞄准国际岩石力学领域研究前沿,针对我国新型清洁低碳能源——页岩气开发工程中亟待解决的提升页岩气储层网络裂缝导流能力关键问题,开展了水-力耦合作用下页岩气储层网络裂缝宏-细观演变机理及压裂参数优化研究。在断裂力学、渗流力学、各向异性弹性力学相结合的理论框架下,建立了在渗流场和应力场耦合作用下各向同性和正交各向异性岩石任意多裂纹(含任意长度、方位角)断裂理论(含起裂判据、扩展准则等);基于球面对称设计法和中心组合设计法,提出了颗粒流(PFC)离散元模型的细观参数定量确定方法, 并建立了基于局部拉-剪裂纹数之比的多场耦合作用下多裂纹PFC细观断裂准则;根据多裂纹扩展长度预测理论,提出了岩层网络裂缝导流能力表征方法;通过开展各向同性和正交各向异性岩石多裂纹(含交叉裂纹)水-力耦合断裂和水压致裂试验以及PFC数值模拟,揭示了多裂纹扩展贯通而形成网络裂缝的宏-细观机理及其影响因素规律,提出了页岩气储层水力压裂参数优化方案,并验证了所建立的各向同性和正交各向异性岩石多裂纹水-力耦合宏观断裂理论以及细观断裂准则的有效性。研究结果不仅对岩石断裂力学发展具有重要的理论意义,而且对我国页岩气压裂技术改进和高效开发具有重要的应用价值。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Interacting stress of multiple random elliptical holes under remote and arbitrary surface stresses
远程任意表面应力下多个随机椭圆孔的相互作用应力
  • DOI:
    10.1080/15376494.2022.2079028
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Mechanics of Advanced Materials and Structures (Q1)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yi Wei;Rao Qiuhua;Zhang Jie;Ma Yan;Huang Dian
  • 通讯作者:
    Huang Dian
A new mixed-mode fracture criterion of anisotropic rock
一种新的各向异性岩石混合模式断裂准则
  • DOI:
    10.1016/j.engfracmech.2021.107730
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Engineering Fracture Mechanics (Q1)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Sun Dongliang;Rao Qiuhua;Wang Shanyong;Yi Wei
  • 通讯作者:
    Yi Wei
A modified semi-weight function method for stress intensity factor calculation of a vertical crack terminating at the interface
计算终止于界面的垂直裂纹应力强度因子的修正半权函数法
  • DOI:
    10.1016/j.tafmec.2021.103107
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Theoretical and Applied Fracture Mechanics (Q1)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huang Dianyi;Rao Qiuhua;Ma Yan;Yi Wei;Shen Qingqing
  • 通讯作者:
    Shen Qingqing
A new analytical-numerical method for calculating interacting stresses of a multi-hole problem under both remote and arbitrary surface stresses
一种新的解析数值方法,用于计算远程和任意表面应力下多孔问题的相互作用应力
  • DOI:
    10.1007/s10483-020-2653-9
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
    Applied Mathematics and Mechanics (Q1)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yi Wei;Rao Qiuhua;Ma Wenbo;Sun Dongliang;Shen Qingqing
  • 通讯作者:
    Shen Qingqing
Thermo-hydro-mechanical-chemical (THMC) coupling fracture criterion of brittle rock
脆性岩石热-水-机械-化学(THMC)耦合断裂准则
  • DOI:
    10.1016/s1003-6326(21)65696-0
  • 发表时间:
    2021-09-29
  • 期刊:
    TRANSACTIONS OF NONFERROUS METALS SOCIETY OF CHINA
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Yi, Wei;Rao, Qiu-hua;Shen, Qing-qing
  • 通讯作者:
    Shen, Qing-qing

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

含III型复合加载下岩石断裂特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    湖南理工学院学报,18(3)2005
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    疗政峰;饶秋华
  • 通讯作者:
    饶秋华
基于微极理论的新型FeAl多孔材料弹性模量研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中南大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏淑兰;饶秋华;贺跃辉;张惠斌
  • 通讯作者:
    张惠斌
脆性岩石热-水-力耦合损伤本构模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Central South University,21(3), 2014, 1136-1141 (SCI、EI收录).
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李鹏;饶秋华;李卓
  • 通讯作者:
    李卓
FeAl金属间化合物多孔材料压缩力学性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    苏淑兰;饶秋华;贺跃辉
  • 通讯作者:
    贺跃辉
不同应变率下砂岩动态强度准则的试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    岩土力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宫凤强;陆道辉;李夕兵;饶秋华
  • 通讯作者:
    饶秋华

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

饶秋华的其他基金

基于动态热—水—力耦合多裂纹扩展理论的深部矿—热共采缝网形成机制及非线性渗流—传热特性研究
  • 批准号:
    52374109
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于热-水-力-化学耦合效应的裂隙岩石损伤断裂与止裂研究
  • 批准号:
    51474251
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    83.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于深海稀软底质流变分析的履带式集矿机行走特性及结构优化研究
  • 批准号:
    51274251
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    70.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
裂隙岩石热-水-力耦合损伤断裂与止裂研究
  • 批准号:
    11072269
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
热-力耦合条件下岩石断裂特征及止裂条件研究
  • 批准号:
    50374073
  • 批准年份:
    2003
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码