水力压裂裂缝内支撑剂颗粒空隙率分布的形成机制

作者

关舒文胡胜勇张惜图冯国瑞李国富陈云波
单位

太原理工大学安全与应急管理工程学院太原理工大学矿业工程学院煤与煤层气共采国家重点实验室
摘要

为了解水力压裂裂缝内支撑剂颗粒空隙率的演变,采用数值模拟方法模拟了裂缝内支撑剂颗粒在不同应力下的压缩过程,通过研究裂缝内支撑剂的接触力及配位数分布揭示了其空隙率分布的形成机制。结果表明:裂缝内支撑剂颗粒空隙率自下而上呈缓减小-急减小-缓减小-急增大-缓增大的分布趋势;将其分为底层、中层和顶层3个层位,相同应力状态下,底层支撑剂间接触力最弱为应力衰减区,平均配位数最小,空隙率最大;中层支撑剂间接触力最强为应力承受区,颗粒向下传递力的能力最弱,平均配位数最大,空隙率最小;顶层颗粒向下传递能力最强为应力传递区,支撑剂间接触力较弱,平均配位数和空隙率介于应力承受区和应力衰减区之间。
关键词

煤层气水力压裂支撑裂缝支撑剂空隙率
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目（U1710121）；山西省自然科学基金资助项目（201901D111005（ZD）-3）
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