| 致谢 | 第4-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-28页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第12-15页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第15-25页 |
| 1.2.1 页岩气勘探开发及水力压裂技术进展 | 第15-20页 |
| 1.2.2 水力压裂裂纹扩展研究现状 | 第20-24页 |
| 1.2.3 存在的主要问题 | 第24-25页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第25-26页 |
| 1.4 研究方法及技术路线 | 第26-28页 |
| 2 页岩气储层特性和水力压裂技术 | 第28-43页 |
| 2.1 页岩气成藏机理及主要地质特征 | 第28-37页 |
| 2.1.1 页岩气成藏机理 | 第28-31页 |
| 2.1.2 页岩气藏地质特征 | 第31-37页 |
| 2.2 水力压裂技术 | 第37-42页 |
| 2.2.1 水平井分段多簇压裂 | 第38-40页 |
| 2.2.2 同步压裂 | 第40-41页 |
| 2.2.3 体积压裂 | 第41-42页 |
| 2.3 本章小结 | 第42-43页 |
| 3 页岩力学特性和真三轴水力压裂实验 | 第43-70页 |
| 3.1 页岩各向异性力学参数的测定 | 第43-47页 |
| 3.1.1 页岩试样的制取及力学参数测定实验 | 第43-45页 |
| 3.1.2 页岩各向异性力学性质分析 | 第45-47页 |
| 3.2 页岩原岩水力压裂裂纹扩展实验 | 第47-55页 |
| 3.2.1 大尺寸真三轴水力压裂实验系统 | 第47-50页 |
| 3.2.2 原岩真三轴水力压裂实验 | 第50-55页 |
| 3.3 横观各向同性页岩相似模型制作及水力压裂相似模拟实验 | 第55-69页 |
| 3.3.1 横观各向同性页岩模型制作 | 第55-64页 |
| 3.3.2 相似材料模型水力压裂实验 | 第64-69页 |
| 3.4 本章小结 | 第69-70页 |
| 4 页岩储层水力压裂裂纹起裂及扩展解析分析 | 第70-101页 |
| 4.1 水力压裂起裂分析 | 第70-77页 |
| 4.1.1 应力分量坐标变换矩阵 | 第70-72页 |
| 4.1.2 井壁应力状态 | 第72-74页 |
| 4.1.3 水力压裂起裂判据 | 第74-77页 |
| 4.2 裂纹尖端应力状态 | 第77-84页 |
| 4.2.1 裂纹面环向应力状态 | 第79-81页 |
| 4.2.2 裂纹垂面尖端应力状态 | 第81-84页 |
| 4.3 页岩储层裂纹扩展解析分析 | 第84-93页 |
| 4.3.1 裂纹面遇天然层理弱面扩展判据 | 第84-88页 |
| 4.3.2 压裂裂纹与层理斜交后的扩展规律解析分析 | 第88-93页 |
| 4.4 页岩储层复杂缝网形成机理 | 第93-100页 |
| 4.4.1 压裂裂纹周围储层应力场 | 第93-95页 |
| 4.4.2 压裂液滤失产生的储层孔隙压力 | 第95-97页 |
| 4.4.3 缝网形成机理分析 | 第97-100页 |
| 4.5 本章小结 | 第100-101页 |
| 5 水力压裂数值模拟模型建立 | 第101-121页 |
| 5.1 页岩水力压裂断裂力学判据及其联系 | 第101-108页 |
| 5.2 基于扩展有限元页岩损伤模型开发 | 第108-115页 |
| 5.2.1 扩展有限单元法 | 第108-111页 |
| 5.2.2 各向异性非均质页岩力学模型 | 第111-115页 |
| 5.3 有限元建模程序开发 | 第115-120页 |
| 5.3.1 基于Matlab开发非均质页岩建模程序 | 第115-118页 |
| 5.3.2 基于Python开发三维多裂纹建模分析程序 | 第118-120页 |
| 5.4 本章小结 | 第120-121页 |
| 6 水力压裂裂纹扩展规律数值模拟 | 第121-155页 |
| 6.1 页岩储层单裂纹扩展规律 | 第121-141页 |
| 6.1.1 层理方位对裂纹扩展的影响 | 第122-129页 |
| 6.1.2 地应力差对裂纹扩展的影响 | 第129-134页 |
| 6.1.3 层理强度对裂纹扩展的影响 | 第134-139页 |
| 6.1.4 单缝压裂实验、理论和数值模拟对比 | 第139-141页 |
| 6.2 水平井多簇压裂裂缝干扰模拟 | 第141-154页 |
| 6.2.1 诱导应力数值解与解析解对比分析 | 第142-144页 |
| 6.2.2 簇间距对裂纹扩展的干扰分析 | 第144-150页 |
| 6.2.3 压裂簇数对裂纹扩展的干扰分析 | 第150-154页 |
| 6.3 本章小结 | 第154-155页 |
| 7 结论和展望 | 第155-157页 |
| 7.1 结论 | 第155-156页 |
| 7.2 创新点 | 第156页 |
| 7.3 展望 | 第156-157页 |
| 参考文献 | 第157-166页 |
| 作者简历 | 第166-169页 |
| 国内外查新结论 | 第169-170页 |
| 学位论文数据集 | 第170页 |
