| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 主要符号表 | 第8-10页 |
| 第一章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 研究的背景及意义 | 第10页 |
| 1.2 国内外发展现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 高能气体压裂理论研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 高能气体压裂裂缝起裂扩展模型研究现状 | 第11-13页 |
| 1.2.3 高能气体压裂裂缝数值模拟研究 | 第13-14页 |
| 1.3 研究内容及创新点 | 第14-17页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第14-15页 |
| 1.3.2 创新点 | 第15页 |
| 1.3.3 技术路线 | 第15-17页 |
| 第二章 页岩气储层特征及高能气体压裂裂缝扩展模型 | 第17-25页 |
| 2.1 页岩气储层特征 | 第17-18页 |
| 2.2 液体火药燃烧规律 | 第18-19页 |
| 2.2.1 液体火药燃烧规律 | 第18页 |
| 2.2.2 液体火药燃烧的状态方程 | 第18-19页 |
| 2.3 高能气体压裂裂缝扩展模型 | 第19-24页 |
| 2.3.1 假设条件 | 第19-20页 |
| 2.3.2 射孔孔眼泄流模型 | 第20-21页 |
| 2.3.3 裂缝扩展分析 | 第21页 |
| 2.3.4 裂缝扩展几何模型 | 第21-23页 |
| 2.3.5 裂缝内压力分布 | 第23页 |
| 2.3.6 气体的渗滤模型 | 第23-24页 |
| 2.4 小结 | 第24-25页 |
| 第三章 页岩气藏水平井高能气体压裂裂缝起裂研究 | 第25-48页 |
| 3.1 水平井井筒与孔眼应力分布 | 第25-28页 |
| 3.2 裂缝起裂判据及页岩本体起裂的破裂压力计算模型 | 第28-29页 |
| 3.2.1 裂缝起裂判据 | 第28页 |
| 3.2.2 页岩本体起裂的破裂压力计算模型 | 第28-29页 |
| 3.3 裂缝起裂的动态有限元分析 | 第29-33页 |
| 3.3.1 岩石响应的动力学基本方程 | 第29-30页 |
| 3.3.2 Newmark时间积分法 | 第30页 |
| 3.3.3 高能气体压裂动态响应的有限元求解 | 第30-33页 |
| 3.4 实例计算 | 第33-37页 |
| 3.4.1 计算模型及网格划分 | 第33-34页 |
| 3.4.2 模型参数取值 | 第34-35页 |
| 3.4.3 求解结果 | 第35-37页 |
| 3.5 影响裂缝起裂与扩展的参数分析 | 第37-43页 |
| 3.5.1 岩石力学参数对裂缝起裂的影响 | 第37-40页 |
| 3.5.2 加载速率、峰值压力对裂缝起裂的影响 | 第40-43页 |
| 3.6 加载速率对裂缝条数的影响 | 第43-46页 |
| 3.7 小结 | 第46-48页 |
| 第四章 高能气体压裂裂缝扩展形态 | 第48-53页 |
| 4.1 实验设计 | 第48-49页 |
| 4.1.1 实验装备及原理 | 第48页 |
| 4.1.2 实验主要材料 | 第48-49页 |
| 4.2 实验结果及分析 | 第49-51页 |
| 4.3 室外实验与数值模拟结果对比 | 第51-52页 |
| 4.3.1 模型建立 | 第51页 |
| 4.3.2 室外实验与数值模拟结果对比 | 第51-52页 |
| 4.4 小结 | 第52-53页 |
| 第五章 页岩气藏高能气体压裂裂缝扩展规律研究 | 第53-67页 |
| 5.1 高能气体驱动裂缝扩展的流固耦合分析 | 第53-56页 |
| 5.1.1 高能气体在裂缝内的流动方程 | 第53-54页 |
| 5.1.2 岩石变形与流体流动控制方程离散 | 第54页 |
| 5.1.3 基于扩展有限元的裂缝描述 | 第54-56页 |
| 5.2 高能气体压裂压力加载过程 | 第56-57页 |
| 5.2.1 数值模拟压力加载过程 | 第56-57页 |
| 5.2.2 模型选取 | 第57页 |
| 5.3 求解结果与参数分析 | 第57-61页 |
| 5.3.1 高能气体驱动裂缝扩展规律 | 第57-60页 |
| 5.3.2 压力递减速率对裂缝扩展的影响 | 第60-61页 |
| 5.4 页岩储层非均质性对裂缝扩展的影响 | 第61-64页 |
| 5.5 页岩内天然裂缝对裂缝扩展的影响 | 第64-66页 |
| 5.6 小结 | 第66-67页 |
| 第六章 结论及建议 | 第67-68页 |
| 6.1 结论 | 第67页 |
| 6.2 建议 | 第67-68页 |
| 致谢 | 第68-69页 |
| 参考文献 | 第69-73页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参与项目 | 第73-74页 |