Numerical simulation of hydraulic fracturing of hot dry rock under thermal stress摘要
干热岩水力压裂是一个耦合渗流、应力、温度和损伤的复杂物理过程。干热岩的高温和脆性产生了巨大的热应力,岩石可能发生热损伤,从而促进水力裂缝扩展,显著提高水力裂缝周围的渗透率。本文基于弹性热力学、Biot 的经典渗流力学和细观损伤力学,建立了热-水-力-损伤(THMD)耦合模型,并通过实例分析和理论模型、实验验证,评价了该模型的精度。本文研究了干热岩水力压裂过程中的多物理演化过程,以及岩石热物性参数、温差、岩石非均质性、杨氏模量、渗透率、注入速率等因素对干热岩中水力裂缝扩展的影响。结果表明:初始阶段,由于井眼附近温度的剧烈变化,致使破裂压力降低;因为热膨胀系数越高,热拉应力越大,越容易破坏岩石。研究结果为地热系统压裂设计提供了理论依据和技术支持。
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