【摘 要】
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近年来,随着常规油气资源储量日趋减少和国家对清洁能源的大力倡导,非常规天然气的开发受到相当大重视。水力压裂是非常规天然气开发的主要技术,通过水力压裂可以对地下储层进行增渗改造。为了评价储层改造效果,需要研究水力压裂产生的体积张开度。首先利用孔隙弹性理论、连续损伤和水力断裂力学理论,建立RVE（代表性体积单元）尺度上的体积张开度理论模型,展示四种极限机制下体积张开度演化规律;然后通过相似材料试验,对
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近年来,随着常规油气资源储量日趋减少和国家对清洁能源的大力倡导,非常规天然气的开发受到相当大重视。水力压裂是非常规天然气开发的主要技术,通过水力压裂可以对地下储层进行增渗改造。为了评价储层改造效果,需要研究水力压裂产生的体积张开度。首先利用孔隙弹性理论、连续损伤和水力断裂力学理论,建立RVE（代表性体积单元）尺度上的体积张开度理论模型,展示四种极限机制下体积张开度演化规律;然后通过相似材料试验,对两种极限断裂传播机制和体积张开度进行观察分析;最后将体积张开度模型应用于水力压裂数值模拟程序中,对现场水力压裂压裂区扩展和体积张开度进行数值模拟。研究的基本结论是:（1）RVE体积张开度包括孔隙体积张开度和裂缝体积张开度;岩石韧性和滤失性是影响体积张开度的重要因素;韧性条件下的孔隙体积张开度大于脆性条件下的体积张开度;滤失条件下的体积张开度大于无滤失条件下的体积张开度;（2）试验发现:粘性无滤失机制容易形成简单裂缝,压裂液无法进入微孔隙,孔隙体积张开度小,而裂缝体积张开度较大;韧性无滤失机制易形成复杂裂缝,孔隙体积张开度较粘性无滤失机制大,而裂缝张开度较粘性无滤失机制小;（3）将体积张开度模型运用在ANSYS有限元三维模型中,得出了渗流场、压裂区发育规律,并且得到了体积张开度的演化规律。证明了体积张开度理论模型与有限元数值计算的良好适用,同时也可为水力压裂工艺提供理论参考。
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