2023---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 

2023

发表期刊：Geoenergy Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究大角度斜向水平井中分段多簇水力压裂过程中裂缝偏转行为。[研究方法] 使用离散格子方法，建立了多簇水力压裂的全耦合模型，通过模拟微震事件来分析裂缝的偏转和传播。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在大角度斜向水平井中的复杂性，然后详细描述了用于数值模拟的地质模型和计算方法。通过改变应力条件和地质参数，研究了这些因素对裂缝传播路径和形态的影响。研究结果表明，大角度斜向水平井中的裂缝偏转受多种因素的影响，模型模拟结果与实际观测结果一致，为优化水力压裂设计提供了理论支持和实际指导。

2023

发表期刊：Advances in Geo-Energy Research

文献导读：[研究目的] 本研究旨在从实验室到数值模拟，全面理解水力压裂机制。[研究方法] 本文提出了一种新的框架，通过在实验室中对页岩样本进行真三轴储层应力条件下的液体注入实验，模拟单阶段露天水力压裂操作，并基于实验结果进行数值模拟。实验后，利用荧光染料环氧树脂填充裂缝网络，并对其进行成像处理。通过图像分割和几何特征分类，将裂缝分类为层理面裂缝、天然裂缝和新生成的水力裂缝，并利用双孔模型在有限体积法中数值模拟流体流动。[研究内容] 文章详细描述了实验和数值模型的构建过程，研究结果显示，流体沿层理面（水平）流动速度快于垂直方向，表明流体流动具有明显的各向异性。研究还探讨了不同类型裂缝的流动特性和相互作用，揭示了裂缝网络的复杂性和流体动力学行为。

2023

发表期刊：Energy

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟研究水力压裂辅助减压方法在含水合物层中的应用，以提高气体产量。[研究方法] 本文提出了一种基于离散裂缝模型的新型数值模拟方法，采用垂直平分（PEBI）网格实现复杂裂缝形状的精确表征，并考虑了基质-基质、裂缝-基质和裂缝-裂缝之间的质量传递。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在天然气水合物开发中的背景和重要性，然后详细描述了离散裂缝模型的构建过程及其在模拟中的应用。通过数值模拟，研究了不同压裂参数对裂缝扩展和气体产量的影响，揭示了裂缝网络形成过程中的动力学行为。结果表明，水力压裂辅助减压能够显著提高水合物分解效率和气体产量。这一研究对提高天然气水合物开采效率具有重要意义。

2023

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨在Pocheon花岗岩中进行的实验室水力压裂试验。[研究方法] 本文使用Irazu 2D数值代码模拟双轴应力条件下的水力扩散和压裂过程，采用混合有限-离散元建模方法，测试了恒速连续注入和循环渐进注入两种注入方案在均质和非均质样品上的效果。[研究内容] 文章首先介绍了循环软刺激概念及其增加渗透率的实验目标，详细描述了数值模型的构建过程。通过数值模拟，研究了不同注入方案对裂缝几何形状、压裂机制及注入后渗透率增加的影响。结果表明，恒速连续注入和循环渐进注入方案在预先存在裂缝的非均质岩样上表现出最高的水力孔隙度增加，从而显著提高渗透率。

2023

发表期刊：Geothermics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟研究水力压裂处理及其在天然裂隙花岗岩地层中的地热能提取效果。[研究方法] 本文采用耦合热-水-力（THM）模型，模拟了在不同注入方案下的水力压裂过程及其对地热能提取的影响。研究使用了垂直平分（PEBI）网格来表征复杂裂缝形状，并通过流体流动和传热模型分析裂缝网络的发展和热能传递。[研究内容] 文章首先介绍了天然裂隙花岗岩地层中水力压裂技术的背景和应用，接着详细描述了数值模型的构建过程和参数设置。通过模拟，不同注入方案的压裂效果及其对裂缝几何形状、渗透率和热能提取效率的影响得到了研究。结果表明，适当的水力压裂处理可以显著增加裂缝网络的复杂性和连通性，从而提高地热能的提取效率。

2023

发表期刊：Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering

文献导读：[研究目的]本研究旨在综述超临界二氧化碳（SC-CO2）压裂的数值模拟研究，以了解其在大型现场实施中的规律。[研究方法]本文回顾了井筒流动和传热、裂缝起裂和扩展以及支撑剂运输的数值模拟方法和研究结果。研究表明，井筒温度和压力的变化复杂且高度瞬态，井口压力可通过共注管和环空注入或在压裂液中添加减阻剂来降低。通过井口加热提高CO2温度可以使其在井底达到超临界状态。[研究内容]文章详细介绍了SC-CO2压裂与传统水力压裂的不同，SC-CO2压裂具有更低的裂缝起裂压力且能够形成更复杂的裂缝网络，但裂缝宽度较窄。结合高注入速率和超轻支撑剂的SC-CO2压裂技术可以改善支撑剂的放置效果，并提高裂缝的复杂性和宽度。进一步的研究需要深入了解SC-CO2压裂机制，并开发成本效益高的减阻剂、增稠剂和超轻支撑剂。

2023

发表期刊: Computers and Geotechnics

文献导读: [研究目的] 本研究旨在通过数值模拟深入理解在实验室规模煤样品中水力压裂及其伴随的地震活动对应力和裂隙变化的影响。[研究方法] 研究采用了离散元法（DEM）进行水力压裂过程的数值模拟，重点考察了在恒定流量和恒定压力注入条件下的裂隙演变和地震响应。模拟包括了流体注入、流体传输和地震反应的综合分析。[研究内容] 文章首先概述了水力压裂技术在非常规油气储层开发中的重要性，并介绍了研究使用的实验装置和数值模拟模型。通过模拟不同注入条件下的裂隙扩展行为，研究揭示了在水力压裂过程中，裂隙的应力变化和裂隙宽度演化规律。模拟结果显示，不同注入速率和压力条件下，裂隙的扩展路径和速度场存在显著差异，进而影响地震活动的空间分布和强度。文章还讨论了这些结果对优化水力压裂操作参数和预测地震风险的意义。

2023

发表期刊: Theoretical and Applied Fracture Mechanics

文献导读: [研究目的] 本研究旨在通过数值模拟研究龙马溪页岩储层水平井的水力压裂扩展和多孔压裂过程，以优化压裂设计，提高油气开采效率。[研究方法] 采用三维数值模型进行水力压裂模拟，该模型结合了离散裂缝网络和离散晶格方法，能够模拟水力压裂过程中的微地震事件，并评估裂缝网络的演化。[研究内容] 文章首先介绍了龙马溪页岩储层的地质背景和水力压裂技术的重要性，然后详细描述了所采用的数值模型和模拟参数。研究发现，当水力压裂的尺度远大于天然裂缝时，会形成“主水力裂缝+复杂次生裂缝”的裂缝形态。高注入速率不仅能创造复杂的裂缝网络，还能改善多簇裂缝的均匀扩展，增强远场刺激效率。此外，优化水平井间隔低水平应力差异的区域作为水力压裂的“甜点区”也有助于提高刺激效率。

2023

发表期刊: Energy Reports

文献导读: [研究目的] 本研究旨在通过数值模拟研究水力压裂过程中压裂液侵入水合物储层的动态过程。[研究方法]使用TOUGH+HYDRATE软件对压裂液侵入气体水合物层（GHBL）、三相层（TPL）和游离气体层（FGL）的过程进行动态模拟，重点分析高压裂压力下压裂液的侵入行为。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂技术在低渗透水合物储层中的应用背景，然后详细描述了数值模拟的设置和参数选择。研究发现，在TPL和FGL中，压裂液和游离气体会在裂缝周围2-10米范围内形成二次水合物柱，这主要是由于高压裂压力的驱动力。然而，水合物形成的放热反应会对二次水合物柱的形成和扩展产生负反馈，导致该区域处于相平衡状态，二次水合物柱以“三相平衡”模式向外扩展。值得注意的是，在GHBL中由于缺乏游离气体，二次水合物柱并未形成，压裂液侵入仅影响储层的温度和压力，这与非常规油气层的压裂液侵入行为相似。

2023

发表期刊：Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources

文献导读：[研究目的]探讨煤层倾角对水力压裂裂缝扩展的影响，以优化煤层气开采和提高煤层透气性。[研究方法]本文采用数值模拟和真三轴试验，通过分析不同煤层倾角下裂缝扩展的路径和压力场变化，揭示裂缝扩展机制。[研究内容]文章首先介绍了煤层气开发背景和水力压裂技术的应用，然后详细描述了试验装置和数值模型的构建方法。通过实验和模拟结果对比，研究发现煤层倾角对裂缝的起裂压力、扩展路径和扩展速度有显著影响。特别是，在较小倾角条件下，裂缝主要沿最大主应力方向扩展，而较大倾角时，裂缝易沿煤层面扩展，形成复杂的裂缝网络。这一发现为优化水力压裂设计提供了重要依据，有助于提高煤层气的采收率和开发效率。

2023

发表期刊：Computational Methods in Applied Mechanics and Engineering

文献导读：[研究目的]研究基于变分相场方法的热-水-机械耦合模型在水力压裂中的应用，以便更精确地模拟裂缝的扩展和相互作用。[研究方法]本文构建了一个数值框架，结合相场方法和热-水-机械耦合效应，使用有限元方法进行模拟。模型中，裂缝的扩展通过相场变量表示，并耦合了温度变化引起的热应力。[研究内容]文章首先介绍了热-水-机械耦合模型的理论背景，重点讨论了相场方法的变分原理及其在水力压裂模拟中的优势。然后详细描述了数值模型的构建过程，包括方程的离散化、边界条件的设定以及求解算法。通过数值模拟，研究了不同地层条件下裂缝的扩展行为，发现温度梯度对裂缝扩展路径和形态有显著影响。模型验证显示，热应力在深层地层中的作用尤为显著，能够显著影响裂缝的几何形态，但对裂缝扩展路径的影响有限。

2023

发表期刊：Journal of Natural Gas Science and Engineering

文献导读：[研究目的]研究基于二维表面裂缝形态重建和有限-离散元组合方法的水力压裂数值模拟，以提高对裂缝扩展模式的理解和预测。[研究方法]本文采用有限元与离散元相结合的方法，通过重建裂缝的二维表面形态，模拟水力压裂过程中裂缝的扩展行为。具体模型结合了流体-固体耦合和粘聚区方法，实现了对裂缝起裂和扩展的高精度模拟。[研究内容]文章首先介绍了水力压裂技术在油气开采中的重要性，并详细描述了数值模型的构建过程，包括裂缝形态的重建和参数设置。模拟结果显示，不同地应力条件和注入参数对裂缝扩展路径有显著影响。研究发现，高应力差和高注入速率条件下，裂缝更容易沿最大主应力方向扩展，形成更复杂的裂缝网络。该模型还揭示了裂缝扩展过程中与天然裂缝相互作用的机制，为优化水力压裂设计提供了理论依据。

2023

发表期刊：Processes

文献导读：[研究目的] 本研究旨在基于离散裂缝网络模型（DFN）模拟天然裂缝储层中的水力压裂过程，分析裂缝扩展机制及其对压裂效果的影响。[研究方法] 使用了三维DFN模型，将天然裂缝和层面结合起来，通过蒙特卡罗方法构建模型。采用位移间断方法模拟水力压裂过程，并进行渗流-应力耦合分析，以研究多裂缝的扩展行为和网络形成。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景，强调了天然裂缝在水力压裂过程中的重要性。然后，详细描述了DFN模型的构建过程及数值模拟方法。通过模拟发现，天然裂缝显著影响水力裂缝的扩展路径和网络形态，尤其在高应力差条件下，裂缝网络的复杂性增加。研究结果表明，不同的注入速率和流体黏度对裂缝网络的形成有重要影响，适当的簇参数设计可以优化裂缝网络，提高压裂效果。

2023

发表期刊：Sustainability

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟分析水平井水力压裂技术在水合物储层中提高天然气产量的可行性和效果。[研究方法] 使用基于TOUGH+HYDRATE软件的数值模型，对水平井多段压裂进行模拟，评估不同压裂参数和工艺对气体产量的影响。模型结合了水合物的热力学和动力学行为，模拟了注入流体对水合物分解的作用。[研究内容] 文章首先介绍了水合物储层的地质背景，强调了南海神狐区块水合物储层的开发潜力。接着，详细描述了水平井的布置和压裂段的设计，并通过数值模拟研究了注入速率、流体类型和压裂段数目对气体产量的影响。研究发现，适当的压裂设计可以显著提高水合物储层的气体产量，尤其是在多段压裂和高注入速率条件下，气体产量大幅增加。这些结果为水合物储层的高效开发提供了理论依据和技术指导。

2023

发表期刊：Processes

文献导读：[研究目的] 研究水力裂缝在异质性强的砾岩储层中的传播规律及其受砾岩特性的影响。[研究方法] 采用有限元法和粘聚元素模型，结合Python编程，建立包含基质、粘结界面和砾岩的数值模型，模拟不同应力条件下水力裂缝的传播行为。[研究内容] 文章首先介绍了玛湖油田的地质背景及砾岩储层的特性，随后详细描述了数值模型的构建过程，包括砾岩的随机分布及其与基质的粘结强度设置。通过模拟不同水平应力差、界面粘结强度、砾岩强度和注入速率对裂缝扩展路径的影响，研究发现砾岩储层中的水力裂缝主要围绕砾岩传播，其路径受到水平应力差的显著影响。研究结果表明，当界面粘结强度超过2 MPa时，水力裂缝更容易穿透砾岩或在进入砾岩后停止扩展；砾岩强度越大，裂缝越难以穿透。文章通过对不同参数的模拟，揭示了砾岩储层水力裂缝扩展的复杂行为，为优化水力压裂设计提供了理论依据。

2022----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2022

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在探讨预先存在的注入井和生产井对水力压裂裂缝扩展行为的影响，以优化压裂设计并提高油气采收率。[研究方法] 研究采用了三维数值模拟方法，通过改变注入压力、生产速率和井间距离等参数，分析了不同条件下的裂缝扩展行为。模型考虑了井间距离、注入压力、生产速率和岩石力学性质等因素。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂技术在提高油气藏渗透率方面的重要性，然后详细描述了模型的建立过程，包括裂缝网络生成、力学参数设置和流体流动方程的求解。通过模拟，研究了不同压裂参数对裂缝扩展路径、流体流动特性及压力分布的影响，揭示了预先存在的注入井和生产井对裂缝扩展行为的显著影响。这些结果对于优化水力压裂设计，提高油气采收率具有重要指导意义。

2022

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在通过实验和数值模拟研究页岩中水力压裂非平面扩展的行为及其几何形态。[研究方法]研究利用真实三轴水力压裂实验系统，对页岩样本进行水力压裂实验，同时建立二维数值模型，研究水力裂缝的演化和非平面行为。[研究内容]文章首先介绍了页岩储层的背景，详细描述了实验装置和数值模型的构建，通过对比实验和模拟结果，分析了不同地质因素和工程因素对裂缝几何形态的影响，发现页理对裂缝高度增长具有显著抑制作用。

2022

发表期刊：Processes

文献导读：[研究目的] 本研究综述了水力压裂模拟的最新进展及其在延性储层中的应用，旨在识别当前模型的局限性并提供优化建议。[研究方法] 采用文献回顾的方法，详细分析了现有的线性弹性断裂力学模型、粘结区模型（CZM）以及实验室与现场数据的对比。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在非常规油气资源开发中的重要性，随后讨论了不同模拟方法在预测裂缝扩展行为中的应用效果，指出现有模型在处理高延性储层时的不足之处，强调了发展弹塑性本构模型和改进裂缝扩展准则的必要性。

2022

发表期刊：Journal of Natural Gas Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究页岩岩石中水力压裂过程中的流固耦合效应。[研究方法] 基于有限元方法，采用粘聚单元模型，建立了包含流体流动和岩石变形的三维数值模型，以模拟水力压裂过程中的流固相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了页岩储层的地质背景和水力压裂技术的重要性，然后详细描述了数值模型的构建过程及其参数设置。通过模拟不同注入速率和应力条件下的裂缝扩展，研究了裂缝的形成路径和裂缝网络的复杂性。研究结果表明，流体压力和岩石应力的变化对裂缝的扩展具有显著影响。

2022

发表期刊：International Journal of Solids and Structures

文献导读：[研究目的] 研究井筒附近水力压裂过程中的裂缝扩展行为及影响因素。[研究方法] 基于双边界元法（DBEM）和有限体积法（FVM），建立了二维全耦合水力压裂模型，模拟裂缝在不同应力条件下的扩展路径和应力分布。[研究内容] 文章首先介绍了井筒附近水力压裂的背景和重要性，随后详细描述了DBEM和FVM的模型构建及验证过程。通过数值模拟，研究了井筒周围的裂缝扩展行为，并进行了参数敏感性分析，结果揭示了注入压力、井筒位置和地层应力对裂缝扩展的影响。

2022

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 研究水力压裂过程中裂缝高度跨层扩展的机制。[研究方法] 基于三维格子方法，建立了考虑流体流动和岩石力学性质的数值模型，模拟了在不同地应力和物理参数条件下的裂缝扩展行为。[研究内容] 文章首先介绍了研究背景和三维格子方法的基本原理，然后详细描述了数值模型的构建过程及参数设置。通过模拟不同应力场和物理性质下的压裂过程，研究了裂缝高度扩展的路径和形态，揭示了裂缝在不同层间的穿透机制。

2022

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 研究在天然裂缝储层中，结合XFEM和相场模型的混合数值方法来模拟水力压裂过程。[研究方法] 采用扩展有限元方法（XFEM）和相场模型（PFM），建立了一个三维数值模型，模拟天然裂缝与水力裂缝的相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了天然裂缝储层的背景和水力压裂的复杂性，然后详细描述了数值模型的构建过程，包括裂缝的初始化和扩展机制。通过模拟不同应力条件和裂缝分布，研究了裂缝的扩展路径和网络形成。研究结果表明，混合数值方法能够有效地捕捉天然裂缝和水力裂缝之间的相互作用，提供了对复杂裂缝网络形成的深入理解。

2022

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 研究深部天然裂缝砂岩中的水力压裂过程，并通过响应面法进行多因素优化。[研究方法] 采用三维数值模拟方法，结合响应面法（RSM），分析不同因素对水力压裂效果的影响，包括裂缝扩展路径、裂缝网络复杂性和裂缝导流能力。[研究内容] 文章首先介绍了深部天然裂缝砂岩储层的地质背景和水力压裂的重要性，然后详细描述了数值模型的构建及实验参数设置。通过数值模拟，研究了不同注入速率、地应力条件和裂缝初始状态对裂缝扩展的影响，结果揭示了优化这些因素对提高压裂效率和裂缝导流能力的关键作用。研究为深部天然裂缝砂岩储层的水力压裂设计提供了理论支持和技术指导。

2022

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 研究孔隙压力分布对水力压裂行为的影响。[研究方法] 采用统一管道-界面单元模型（UP-IEM），建立三维数值模拟，考虑流体流动与岩石变形的耦合作用。[研究内容] 文章首先介绍了孔隙压力分布对水力压裂的重要性及UP-IEM模型的基本原理，然后详细描述了数值模型的构建过程及实验参数设置。通过模拟不同条件下的压裂过程，研究了孔隙压力分布对裂缝扩展路径、压力变化及裂缝网络复杂性的影响，结果表明，优化孔隙压力分布可显著提高水力压裂效率。

2022

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨水平井多簇压裂中的裂缝网络形态。[研究方法] 本文采用间接边界元法（DDM）和有限体积法（FVM）相结合的方法进行模拟研究。[研究内容] 文章首先介绍了多簇压裂技术在非常规油气藏开发中的应用背景，接着详细描述了DDM-FVM耦合模型的构建及其在裂缝网络模拟中的应用。通过数值模拟，研究了不同簇间距和压裂参数对裂缝网络形态的影响，揭示了裂缝扩展的空间分布特征和相互干扰机制。

2022

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨水平井多簇压裂中支撑剂运输和裂缝扩展的耦合行为。[研究方法] 本文采用多平面三维（multi-PL3D）裂缝扩展模型，结合支撑剂运输模拟，考虑了井筒摩擦、多裂缝应力干扰、流体泄漏等因素。[研究内容] 文章首先介绍了多簇压裂技术在非常规油气藏开发中的应用背景，接着详细描述了multi-PL3D模型的构建及其在裂缝网络和支撑剂分布模拟中的应用。通过数值模拟，研究了不同压裂参数对裂缝扩展和支撑剂分布的影响，揭示了裂缝扩展的空间分布特征和支撑剂运输规律。

2022

发表期刊：International Journal of Coal Science & Technology

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨煤层水力压裂对渗透率的影响。[研究方法] 本文采用PFC2D软件模拟煤层的水力压裂过程，并结合COMSOL多物理场耦合模型，分析煤层变形与气体流动的相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了煤层水力压裂在提高低渗透率煤层中的应用背景，接着详细描述了PFC-COMSOL耦合模型的构建及其在裂缝扩展和渗透率变化模拟中的应用。通过数值模拟，研究了不同压裂参数对裂缝扩展和气体排放效果的影响，揭示了裂缝网络的形成机制和气体渗透率的演变规律。

2022

发表期刊：Energy

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨甲烷水合物储层中的水力压裂行为。[研究方法] 本文采用耦合热-水-力-损伤（THMD）模型，结合损伤力学理论作为水力裂缝起裂和扩展的判据，模拟水合物相变过程中储层性质的变化。[研究内容] 文章首先介绍了甲烷水合物储层中水力压裂技术的背景及其重要性，接着详细描述了THMD模型的构建及其在模拟水力裂缝扩展中的应用。通过数值模拟，研究了不同操作参数对裂缝扩展、渗透率变化和气体产量的影响，揭示了裂缝网络形成和水合物分解过程中的耦合机制。

2022

发表期刊：Computers and Geotechnics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨层理界面的滑移和渗透率对水力压裂过程的影响。[研究方法] 本文采用结合有限元和离散元方法（FDEM）来模拟水力压裂过程中的裂缝扩展行为，重点分析层理界面的滑移和渗透率变化对裂缝传播的影响。[研究内容] 文章首先介绍了层理界面在水力压裂过程中的重要性，接着详细描述了FDEM模型的构建及其在模拟裂缝扩展中的应用。通过数值模拟，研究了不同滑移条件和渗透率参数对裂缝扩展路径和压力分布的影响，揭示了层理界面在水力压裂过程中的作用机制。

2022

发表期刊：Energy Geoscience

文献导读：[研究目的] 本研究旨在综述紧致储层水力压裂技术的进展与挑战。[研究方法] 本文从裂缝扩展、支撑剂运输和分布、水力裂缝导流能力的计算、多级压裂水平井的产能及压力分析模型等方面进行了全面回顾。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在紧致储层开发中的重要性，接着详细描述了当前裂缝扩展模拟方法的局限性、支撑剂迁移和分布研究的现状，以及复杂裂缝导流能力计算模型的不足之处。文章还探讨了未来紧致储层压裂研究的方向，以促进紧致储层的开发。

2022

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过三维连续-离散孔隙-裂缝混合渗流模型及水力-机械耦合模型模拟水力压裂过程。[研究方法] 本文提出了一种结合有限离散元方法（FDEM）的三维混合渗流模型，以考虑裂缝中的流体交换和孔隙压力不连续性，并通过节点共享连接动态更新裂缝扩展过程中的邻近元素。[研究内容] 文章首先介绍了孔隙-裂缝混合渗流模型的构建原理及其在裂缝扩展和流体流动中的应用。通过数值模拟，研究了不同条件下的裂缝扩展路径、压力分布及其对储层渗透性的影响，揭示了流体驱动裂缝扩展的复杂机制。

2022

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨天然层理岩石中水力裂缝扩展行为，并考虑层理面的特性对裂缝传播的影响。[研究方法] 本文采用基于颗粒离散元法（DEM）的数值模型，模拟水力压裂过程中层理面对裂缝扩展的作用。模型包括层理面强度、层理面厚度和应力分布等多种参数，以准确模拟裂缝与层理面的相互作用。[研究内容] 文章首先介绍了层理岩石中水力压裂的重要性及挑战，接着详细描述了数值模型的构建过程。通过一系列数值模拟，研究了不同层理面特性和应力条件下裂缝的扩展路径、裂缝间的相互作用以及对岩石渗透性的影响。结果显示，层理面的强度和厚度显著影响裂缝的扩展模式和裂缝网络的复杂性。

2021----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2021

发表期刊：Archives of Computational Methods in Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在综述水力压裂扩展行为的数值建模与格子方法，探讨其在数值、实验和现场研究中的应用与表现。[研究方法] 文章通过系统回顾文献，分析了各种数值模拟方法，包括有限元法、离散元法和混合方法，重点讨论了这些方法在模拟裂缝扩展路径、应力场和流体流动方面的优缺点。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在非常规油气藏中的重要性，然后详细描述了不同数值模拟方法的基本原理及其在裂缝网络形成过程中的应用。研究表明，改进的数值模拟方法能够更准确地预测裂缝扩展路径，有助于优化水力压裂设计。

2021

发表期刊：Bulletin of the Seismological Society of America

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值建模和分析触发机制，研究加拿大历史上因水力压裂引发的最大地震事件。[研究方法] 研究使用多尺度数值模型来模拟水力压裂过程中的应力变化和断层滑移，并结合地震数据分析触发机制。利用地震波形数据和应力场重建方法，评估流体注入对断层稳定性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了Mw 4.6地震事件。通过数值模拟，研究发现该地震与邻近井场的流体注入活动存在时空相关性，注入活动开始后约5天触发了主震。研究结果表明，流体注入导致的孔隙压力增加和应力变化是引发断层滑移的主要原因。此外，文章还探讨了不同注入速率和流体体积对地震活动性的影响，发现较高的注入速率和大体积的注入流体更容易引发较大规模的地震活动。

2021

发表期刊：Energy & Fuels

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过二维数值模拟分析水合物沉积物中的水力压裂过程，评估其对气体产量的影响。[研究方法] 使用基于黏结单元的有限元模型，模拟水力压裂过程中的裂缝扩展行为，重点研究不同压力和裂缝参数对裂缝形态的影响。[研究内容] 文章首先介绍了水合物作为未来能源的潜力，接着详细描述了黏结单元模型的构建和模拟方法。研究发现，不同的注入压力和裂缝参数对裂缝的扩展路径和形态有显著影响。优化的压裂参数设计有助于提高气体产量和裂缝网络的复杂性。

2021

发表期刊：Energy Science & Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在探讨不同注入流量条件下花岗岩地热储层中水力压裂的特性及其对裂缝扩展的影响。[研究方法] 通过实验和数值模拟方法，研究了在不同注入流量条件下的水力压裂行为。使用数值模拟对实验测试进行建模，并比较实验结果和数值模拟结果的一致性。[研究内容] 文章首先介绍了地热能作为可再生能源的重要性，尤其是在低渗透花岗岩地热储层中的应用。通过实验发现，随着注入流量的增加，裂缝起裂压力和破裂压力增加，而裂缝扩展时间和压裂后压力下降。研究分析了不同注入流量下的裂缝几何形态和渗透率，提出了平均注入功率的概念，用于估算裂缝总长度。这些研究结果为地热储层的水力压裂提供了合理的建议。

2021

发表期刊：Geomechanics and Geophysics for Geo-Energy and Geo-Resources

文献导读：[研究目的] 研究不同主应力差、孔隙间距和注入速率对水力裂缝扩展规律的影响。[研究方法] 采用离散元法建立了一个200 mm × 200 mm，粒径为0.8~1.2 mm的两孔同步压裂模型，孔距为0.01 m，方位角为0，并通过数值模拟研究裂缝的扩展规律和岩体的破坏模式。[研究内容] 文章首先介绍了两孔同步水力压裂的背景和重要性，然后详细描述了离散元模型的构建过程以及实验参数设置，通过模拟不同主应力差、孔隙间距和注入速率对裂缝扩展和岩体破坏模式的影响进行了系统研究，揭示了裂缝扩展的路径和规律。

2021

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究在天然裂缝储层中复杂水力裂缝网络的形成和传播机制。[研究方法] 基于扩展有限元法（XFEM），建立了一个考虑多种裂缝相交模式的数值模型，模拟水力裂缝与天然裂缝之间的相互作用和传播过程。[研究内容] 文章首先介绍了天然裂缝储层中水力裂缝网络形成的背景及其复杂性，详细描述了数值模型的构建和五种裂缝相交模式的设定。通过数值模拟，研究了原位应力差对裂缝网络轨迹的影响以及不同应力条件下裂缝的传播路径和网络形态。研究结果揭示了在不同应力状态下，水力裂缝与天然裂缝之间的相互作用规律，以及裂缝网络的复杂演化过程。

2021

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的] 研究在非常规油藏中的极限有限入口射孔技术对水力压裂效果的影响。[研究方法] 基于三维离散格子方法，建立了包含注入速率、簇间距、簇数量和应力差等参数的数值模型，模拟了现场规模的水力压裂过程。[研究内容] 文章首先介绍了长庆油田页岩油储层的背景和极限有限入口射孔技术的应用，然后详细描述了数值模型的构建及其参数设置。通过模拟不同注入速率、簇间距、簇数量和应力差对压裂效果的影响，研究发现这些参数显著影响裂缝网络的形成和传播。结果表明，优化这些参数可以提高压裂效率，增加裂缝体积和导流能力。研究为非常规油藏的压裂优化提供了理论依据和技术指导。

2021

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的] 研究在非常规油藏中的极限有限入口射孔技术对水力压裂效果的影响。[研究方法] 基于三维离散格子方法，建立了包含注入速率、簇间距、簇数量和应力差等参数的数值模型，模拟了现场规模的水力压裂过程。[研究内容] 文章首先介绍了长庆油田页岩油储层的背景和极限有限入口射孔技术的应用，然后详细描述了数值模型的构建及其参数设置。通过模拟不同注入速率、簇间距、簇数量和应力差对压裂效果的影响，研究发现这些参数显著影响裂缝网络的形成和传播。结果表明，优化这些参数可以提高压裂效率，增加裂缝体积和导流能力。研究为非常规油藏的压裂优化提供了理论依据和技术指导。

2021

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究温度和围压对花岗岩水力压裂行为的影响。[研究方法] 通过实验和数值模拟相结合的方法，研究了不同温度和围压条件下花岗岩的水力压裂行为。实验采用了三轴应力装置，模拟不同温度和围压条件，并使用声发射技术监测裂缝的扩展过程。数值模拟则采用FLAC3D软件，验证实验结果并进行进一步分析。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在高温高压环境中的重要性，接着描述了实验装置和数值模型的建立过程。通过实验研究发现，温度和围压对裂缝的扩展路径和形态有显著影响。高温条件下，裂缝更容易扩展并形成复杂的网络结构，而高围压则限制了裂缝的扩展。数值模拟结果与实验结果一致，进一步验证了所采用模型的准确性和有效性。

2021

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究水力压裂过程中，水泥界面的脱黏扩展程度。[研究方法] 基于有限元方法和粘聚区模型（CZM），通过数值模拟分析水泥界面在不同工作条件下的脱黏行为，尤其是考虑了单孔和簇射孔对水泥环完整性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂过程中水泥环和水泥界面的破坏机制，随后详细描述了数值模型的构建过程，包括水泥、套管和地层的相互作用模型。通过模拟不同射孔簇配置和注入速率条件下的压裂过程，研究发现射孔位置和数量对水泥界面的脱黏扩展有显著影响。数值结果表明，轴向脱黏长度在相同工作条件下，水泥/地层界面比套管/水泥界面更长。研究为优化水力压裂设计和提高油井完整性提供了理论依据。

2020----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2020

发表期刊：Acta Geotechnica

文献导读：[研究目的] 本研究旨在开发一个完整的三维数值模型，以研究正交天然裂缝对水力裂缝扩展的影响，深入了解这些裂缝对水力压裂过程的作用。[研究方法] 使用FLAC3D模型，通过数值模拟分析预先存在的正交天然裂缝对水力裂缝传播行为的影响，假设水力裂缝传播方向垂直于最小主应力，并仅通过拉伸破坏激活。[研究内容] 文章首先介绍了非常规油气藏中天然裂缝对水力裂缝扩展的显著影响，模型模拟了不同应力异向性和流体注入参数下裂缝的几何形态和传播行为。研究发现，诱导应力和水平应力异向性在打开天然裂缝中起关键作用。这些结果有助于优化水力压裂设计，提高油气回收效率。

2020

发表期刊：Journal of Natural Gas Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟分析异质性储层在应力扰动下的水力裂缝行为机制。[研究方法] 研究采用了耦合流体与地质力学模型，模拟最小主应力异质性对水力压裂的影响，模型结合了平面水力压裂模型和衍生的耦合流体与地质力学模型。模拟过程中考虑了两种类型的应力异质性：水平方向上的历史生产应力异质性和垂直方向上的高应力夹层应力异质性。[研究内容] 研究结果表明，水平和垂直方向的应力异质性导致裂缝的水平和垂直生长不对称，裂缝形态和宽度也变得不对称。薄夹层无法完全限制裂缝的生长，而厚高应力夹层则可以有效阻止裂缝的垂直穿透。这些发现对页岩油气藏的水力压裂设计具有重要指导意义，能够优化多级压裂过程，提高生产效率。

2020

发表期刊：Energy Science & Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟分析水力压裂过程中由于断裂/断层滑动导致的套管剪切变形。[研究方法] 建立了天然裂缝/断层滑动与套管-水泥环-地层组装的有限元模型，以定量研究天然裂缝/断层滑动特性和套管剪切变形机制。[研究内容] 文章首先介绍了四川盆地页岩气开发过程中频繁发生的套管失效问题。然后通过工程和地质分析，模拟结果显示，天然裂缝/断层滑动导致邻近区域套管变形和应力急剧增加。此外，因素敏感性分析结果表明，较高的流体压力、更大的裂缝长度、更大的裂缝倾角、更高的原地应力差、较低的地层杨氏模量以及井眼到滑移面中心的较短距离会导致严重的套管应力和变形。提出的防止套管剪切变形的对策包括降低压裂处理压力、减少井眼与天然裂缝/断层之间的交叉角度、保持井眼与大裂缝/断层中心的安全距离以及采用“平衡应力”压裂作业。

2020

发表期刊：Petroleum Exploration and Development

文献导读：[研究目的] 本研究目的是通过离散元方法模拟层状页岩储层中的水力裂缝扩展。[研究方法] 利用3D裂缝传播模型，结合岩石力学实验数据，考虑机械各向异性、弱层面及垂直应力差异。[研究内容] 文章描述了层状页岩中裂缝分布模式的数值模拟。研究表明，弱层面和应力差异显著影响裂缝高度，通过减少簇数、增加注入速率及高粘度压裂液比例，可以减少层面和垂直应力差异对裂缝高度的限制，推动裂缝纵向扩展。

2020

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在利用格子模型数值模拟方法研究多簇水力压裂过程中应力阴影效应。[研究方法] 研究采用基于格子模型的数值模拟方法，分析在水平井中多簇水力压裂时应力阴影效应对裂缝扩展的影响。模拟过程中改变了簇间距、裂缝长度及其他参数，以观察这些因素对应力分布及裂缝发展的影响。[研究内容] 文章首先介绍了水平井多簇水力压裂的背景及其在非常规油气藏开发中的重要性，接着描述了基于格子模型的数值模拟方法的具体实现过程。通过数值模拟，研究了不同参数设置下应力阴影效应对裂缝扩展路径及应力分布的影响。研究发现，应力阴影效应显著影响裂缝的扩展模式和最终形态，特别是在较小簇间距条件下，裂缝的复杂性和相互干扰程度显著增加。这些发现对优化多簇水力压裂设计具有重要意义，有助于提高裂缝网络的有效性和油气产量。

2020

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨热干岩在热应力作用下的水力压裂行为，分析温差对裂缝扩展和岩石破坏的影响。[研究方法] 使用耦合热-水-力（THM）模型进行模拟，通过改变岩石初始温度和注入流体温度，观察温差对水力压裂过程的影响。模型中包括岩石的热应力、渗流、裂缝扩展和岩石的破坏特性。[研究内容] 文章首先介绍了热干岩地热系统的背景及其开发意义，接着描述了耦合THM模型的建立过程和数值模拟方法。通过模拟不同温度条件下的水力压裂过程，研究发现随着岩石初始温度从100°C升高到300°C，裂缝的复杂度和孔隙度显著增加，而破裂压力降低了52%。这些结果揭示了温差在促进裂缝扩展和提高渗透率中的关键作用，对优化地热系统的开发具有重要指导意义。

2020

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨由预槽导向和压裂钻孔控制的线性协同定向水力压裂的裂缝扩展行为，以提高压裂效果和资源采收率。[研究方法] 研究采用了扩展有限元方法（XFEM）构建了三维数值模型，模拟了在不同地应力条件下，由预槽导向和压裂钻孔控制的裂缝扩展过程。模型中引入了裂缝的力学参数和流体流动特性，通过调整注入压力、流体粘度等参数，分析其对裂缝路径和导电性的影响。[研究内容] 文章首先介绍了定向水力压裂技术的背景及其在提高低渗透性储层采收率中的重要作用，然后详细描述了数值模型的建立过程，包括裂缝网络生成、力学参数设置和流体流动方程的求解。通过数值模拟，研究了不同注入压力和流体粘度对裂缝扩展路径、导电性和渗透性的影响，揭示了预槽导向和压裂钻孔在裂缝控制中的关键作用。

2020

发表期刊：Computer Modeling in Engineering & Sciences

文献导读：[研究目的]本文旨在通过简化数值模拟过程，开发更高效的数值方法，以实现水力压裂过程中裂缝几何形状的实时监测。[研究方法]研究采用一种称为正交分解法（PGD）的降阶建模技术，加速水力压裂问题中的瞬态、非线性耦合系统模拟。该方法通过空间和时间维度上的分离解决方案，对简化模型问题进行了研究。固体和流体方程通过反转固体离散问题进行显式耦合，并提出了一种简单的迭代程序来处理水力压裂问题的非线性特性。[研究内容]文章详细描述了PGD方法的原理和实现过程，并通过数值验证表明，PGD方法在裂缝张开和流体压力方面的结果与标准有限元方法（FEM）一致。线下计算完成后，数值结果可实时获得。文章展示了PGD方法在加速水力压裂问题模拟中的有效性，特别是在减少计算资源需求方面。

2020

发表期刊：Processes

文献导读：[研究目的] 本研究旨在利用结合有限离散元法（FDEM）模拟自然裂缝地层中水力裂缝的传播行为。[研究方法] 建立了基于有限孔隙压力粘结区（PPCZ）方法的渗流-应力-破坏耦合模型，进行多簇水力压裂的数值模拟，探讨多种参数对裂缝传播的敏感性。[研究内容] 研究揭示了多簇应力干扰对裂缝网络的严重抑制和偏转作用，较低的应力差有助于裂缝网络的形成并有利于打开自然裂缝。通过比较不同注入速率和粘度下的流体注入机制，最大化裂缝网络的形成。结果表明，簇参数如簇数和间距对创建大型裂缝网络的需求起到优化作用。这些结果为多簇水力压裂提供了新的见解，并可作为在自然裂缝地层中增加水力裂缝体积的指导。

2020

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics

文献导读：[研究目的]研究使用可降解分流材料的水力压裂的三维数值模拟，以提高对裂缝扩展和封堵效应的理解。[研究方法]本文基于粘聚区模型（CZM）和有限元法（FEM），建立了一个三维数值模型，通过在裂缝中引入可降解分流材料，模拟其在水力压裂过程中的作用。模型采用弹簧元件来表示封堵裂缝中的净压力增加，从而更好地反映裂缝密封效应。[研究内容]文章首先介绍了水力压裂中使用可降解分流材料的背景和意义，接着详细描述了数值模型的构建过程，包括材料参数的设定和计算步骤。研究结果表明，可降解分流材料在裂缝中的分布和降解速度对裂缝扩展路径和密封效果有显著影响。通过模拟不同参数的影响，研究发现材料的降解速度和分布模式是影响裂缝密封效果的关键因素。这些发现为优化水力压裂设计提供了理论依据，有助于提高油气采收率和压裂施工效果。

2020 

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering 

文献导读：[研究目的] 研究不同射孔角度对水力压裂过程的影响。[研究方法] 使用有限元法建立流-应力-破坏耦合模型，采用RFPA2D-flow软件模拟不同射孔角度下的水力压裂过程。[研究内容] 文章首先介绍了考虑岩石异质性的中观尺度特性，建立了基于有限元法的流-应力-破坏耦合模型。然后通过RFPA2D-flow软件对不同射孔角度下异质岩体的水力压裂过程进行了研究。数值模拟结果表明，无论射孔角度如何变化，最大主应力控制裂缝扩展方向。随着射孔角度的增加，裂缝网络的复杂程度增加，裂缝扩展路径更加复杂。研究结果为优化射孔设计提供了理论依据，有助于提高水力压裂的效果和效率。

2020 

发表期刊：Engineering Fracture Mechanics 

文献导读：[研究目的] 研究水力压裂在层理面中垂直扩展的行为。[研究方法] 采用数值模拟方法，利用有限元分析对不同地应力条件下水力压裂的垂直传播进行建模。[研究内容] 文章首先介绍了层理面在水力压裂过程中的重要性，接着描述了模拟所用的地质模型和数值方法。通过改变层理面的力学参数和地应力条件，分析了这些因素对裂缝扩展路径和形态的影响。研究结果显示，在高垂直主应力条件下，裂缝更容易穿过层理面，而低应力条件下裂缝则沿层理面扩展。这为优化水力压裂设计提供了理论基础。 

2020

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 研究水力压裂对天然裂缝中流体流动的影响。[研究方法] 使用数值模拟方法，通过建立二维流体-力学耦合模型，采用Python程序实现全局嵌入粘结单元，并使用ABAQUS软件进行模拟和后处理。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂过程的复杂性，包括岩体的变形、破坏和流体流动。研究了地质因素（原地应力差异、接近角度和天然裂缝的粘结强度）和操作参数（压裂液粘度和注入速率）对裂缝网络形态的影响。通过数值模拟分析了压裂液在裂缝中的流动路径和漏失过程，并提出了优化施工方案。研究结果揭示了不同操作条件下裂缝网络的形成和演化特征，为水力压裂工程的设计提供了理论依据。

2019----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2019

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过全耦合多尺度数值建模方法探讨天然裂缝岩体中的水力压裂复杂性，以优化水力压裂设计并提高油气采收率。[研究方法] 研究采用了基于渗流-应力-损伤耦合模型的方法，通过有限孔隙压力结合区（PPCZ）方法模拟流体驱动裂缝的扩展行为。模型中引入了全球插入的结合单元，以实现流体驱动裂缝的任意扩展。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂技术在提高天然裂缝储层油气采收率方面的重要性，然后详细描述了数值模型的建立过程，包括裂缝网络的生成、力学参数的设置和流体流动方程的求解。通过模拟不同参数（如注入速率和粘度）的多簇水力压裂，研究了应力干扰对裂缝网络抑制和偏转的影响。结果表明，较低的应力差有利于裂缝网络的形成，有助于打开天然裂缝。研究结果为多簇水力压裂提供了新的见解，并为增加天然裂缝储层中的水力裂缝体积提供了指导。

2019

发表期刊：Energies

文献导读：[研究目的] 本研究旨在利用扩展有限元方法（XFEM）数值模拟再压裂过程中水力压裂偏转的机制，以提高裂缝的导电性。[研究方法] 研究采用了全耦合渗流-应力模型，模拟了再压裂过程中裂缝的偏转行为，并通过实验验证了该模型的有效性。模型中引入了新的偏转角度，以评估再压裂的影响范围。[研究内容] 文章首先介绍了传统水力压裂技术在提高储层体积方面的重要性，然后详细描述了再压裂过程中裂缝偏转的复杂性。通过数值模拟，研究了不同参数（如应力差、射孔角度、注入速率和流体粘度）对裂缝偏转的影响。结果表明，较低的应力差、更大的射孔角度和更长的射孔深度可以导致更高的偏转角度，从而形成更曲折的裂缝路径。此外，增加注入速率或流体粘度也能显著增强偏转行为。研究还发现，初始裂缝位置靠近裂缝根部会产生更大的偏转角度，这对于远场再压裂更为理想。

2019

发表期刊：GEM - International Journal on Geomathematics

文献导读：[研究目的] 本研究旨在对比验证离散和涂抹数值方法在模拟水力压裂中的应用，以评估这些方法的准确性和适用性。[研究方法] 研究采用了非局部损伤模型、相场模型以及结合了强不连续和黏聚区模型的局部增强方法，对比分析了这些方法在韧性主导裂缝扩展问题中的表现。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂模拟中处理断裂扩展作为嵌入不连续性的挑战，并详细讨论了每种方法的理论基础及其在相同物理问题上的应用差异。通过对比分析，展示了这些方法在预测裂缝路径、计算裂缝宽度和扩展压力方面的优缺点，为复杂情况的水力压裂模拟提供了技术参考。

2019

发表期刊：Energy Exploration & Exploitation

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟方法探讨在煤层中进行水力压裂以增强地下瓦斯排放的效果。[研究方法] 研究采用了数值模拟方法，构建了一个耦合煤层变形与瓦斯流动的数学模型。模型中使用PFC2D软件模拟煤层水力压裂过程，并分析了不同参数对裂缝扩展和瓦斯排放效果的影响。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂技术在提高煤层瓦斯排放效率方面的重要性，然后详细描述了模型的建立过程，包括裂缝网络的生成、煤层力学参数的设置和流体流动方程的求解。通过数值模拟，研究了不同注入压力、流体粘度和地应力条件下的裂缝扩展行为，揭示了水力压裂在提高煤层渗透性和瓦斯排放效率方面的机制。研究结果表明，水力压裂可以显著提高煤层的渗透性，从而增强瓦斯排放效果，这对于煤矿瓦斯治理和安全生产具有重要指导意义。

2019

发表期刊：53rd U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟方法探讨在Bakken地层中进行水力压裂、生产和再压裂的综合处理效果，以提高油气采收率。[研究方法] 研究采用了综合模型，通过模拟水力压裂、页岩油生产和水平井再压裂的全过程，分析了各阶段的效应。模型中使用了FLAC3D和XSite软件，并结合现场数据进行校准。[研究内容] 文章首先介绍了Bakken地层的背景及其开采挑战，然后详细描述了模型的建立过程和参数设置。通过数值模拟，研究了不同注入压力、流体粘度和地应力条件下的裂缝扩展行为，揭示了综合处理对裂缝导电性和生产效率的影响。研究结果表明，综合处理可以显著提高页岩油的采收率，并为复杂地层条件下的水力压裂和再压裂提供了技术指导。

2019

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟优化泡沫基水力压裂的射孔间距，并探讨倾角对水力压裂过程的影响。[研究方法] 研究采用了多相多组分数值模拟模型，模拟不同射孔间距和倾角条件下的泡沫基水力压裂过程。模型中引入了泡沫稳定性和流变特性参数，通过改变注入速率和流体粘度等条件，分析其对裂缝扩展和支撑剂运输的影响。[研究内容] 文章首先介绍了泡沫基水力压裂技术在低渗透性储层中的应用背景及其优势，然后详细描述了数值模型的建立过程，包括泡沫流体的特性、裂缝扩展路径及支撑剂运输机制。通过模拟不同射孔间距和倾角条件下的水力压裂，研究发现优化的射孔间距和适当的倾角可以显著提高裂缝的导电性和支撑剂的分布效果。结果表明，泡沫流体具有较高的粘度和稳定性，有助于减少支撑剂的沉降，提高裂缝的持久导电性，从而增强油气的采收率。

2019

发表期刊：Processes

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过数值模拟探讨在天然裂缝形成中基于粘聚区模型的水力压裂裂缝扩展行为，以优化水力压裂设计并提高油气采收率。[研究方法] 研究采用了渗流-应力-损伤耦合模型，基于有限孔隙压力粘聚区（PPCZ）方法来模拟水力压裂过程中裂缝的扩展行为。相比传统的有限元方法，PPCZ模型引入了全局插入粘聚单元，实现了流体驱动裂缝的任意扩展。[研究内容] 文章首先介绍了天然裂缝储层中水力压裂的复杂性，然后详细描述了模型建立过程，包括裂缝网络生成、力学参数设置和流体流动方程的求解。通过数值模拟，研究了多簇水力压裂中应力干扰对裂缝网络抑制和偏转的影响，发现较低的应力差有利于裂缝网络的形成，有助于打开天然裂缝。此外，通过不同注入速率和流体粘度的对比，揭示了在不同压裂阶段最大化裂缝网络的机制。

2019

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的]研究不同类型的水力压裂技术在水平井中的应用效果。[研究方法]采用扩展有限元方法（XFEM）模拟顺序压裂、交替压裂和改进的拉链压裂技术，并使用内聚区模型分析裂缝的扩展行为。[研究内容]文章首先介绍了水力压裂技术的背景及其在页岩气藏中的重要性，然后详细描述了XFEM的基本原理及其在多段压裂中的应用。通过数值模拟，研究了顺序压裂、交替压裂和改进的拉链压裂三种技术在裂缝扩展路径、应力场分布和裂缝长度等方面的差异。结果表明，改进的拉链压裂技术可以显著提高裂缝的复杂性和有效长度，从而提高气藏的产量和经济效益。

2019

发表期刊：Energy Science & Engineering

文献导读：[研究目的]研究通过水力压裂技术在南海粉质水合物储层中实现天然气生产的潜力。[研究方法]采用数值模拟方法，建立南海粉质水合物储层的数值模型，模拟水力压裂过程中气体的生产情况。[研究内容]文章首先介绍了南海粉质水合物储层的背景及其低渗透性对气体生产的影响，然后详细描述了数值模拟的基本原理和模型设置。通过模拟研究了不同压裂参数对气体生产率的影响，包括裂缝长度、裂缝导流能力和注入压力等因素。结果表明，水力压裂技术可以显著提高低渗透性水合物储层的气体生产率，并对压裂参数的优化提出了建议。

2019

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的]本文旨在通过结合Voronoi晶粒的粘聚单元数值流形法研究岩石在微观尺度下的水力压裂过程。[研究方法]研究采用耦合水力-机械模型，通过显式计算可压缩粘性流体的流速和流体压力，首先验证了未耦合瞬态和稳态流动的解析解，然后通过考虑不同孔隙倾角和地应力的两个耦合实例进一步验证该方法。[研究内容]文章首先介绍了深圳滑坡的背景及其灾害情况，然后详细描述了MPM的基本原理及其在滑坡模拟中的应用。通过数值模拟，研究了滑坡物质的滑移路径、速度场和位移场，揭示了滑坡的滑移模式和最终堆积形态。

2019

发表期刊：Journal of Petroleum Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过多尺度数值模拟分析四川盆地水力压裂诱发的断层滑动和套管剪切变形机制。[研究方法] 使用大尺度模型模拟水力压裂和断层滑动，结合小尺度模型分析套管变形。研究中采用了多尺度耦合的地质力学模型，利用地震数据、成像测井数据和小型压裂测试数据对地质参数进行约束，并应用Mohr-Coulomb准则分析断层的激活状态。通过定量风险分析（QRA）方法，评估了断层滑动的风险及其对模型参数的敏感性。[研究内容] 文章首先介绍了四川盆地页岩气开发过程中遇到的套管变形问题，通过概率地质力学模型评估断层滑动的可能性。结果表明，在现有的原位应力条件下，区块内的断层处于临界应力状态，易于被当前的泵压激活。压力增加2500 PSI后，与套管变形段相交的断层滑动概率最低为65%，表明套管变形可能由断层滑动引起。敏感性分析显示，结果对孔隙压力和摩擦系数最为敏感。

2019

发表期刊：Energy Science & Engineering

文献导读：[研究目的] 研究在自然裂缝地层中水力压裂传播过程的二维显式数值方案。[研究方法] 使用基于孔隙压力的粘结区模型，建立了水力压裂传播的数值模拟方法，采用双线性粘结区模型并结合库仑摩擦定律描述裂缝内的流体流动。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂在自然裂缝地层中的复杂性，构建了孔隙压力粘结区模型。通过数值模拟，研究了不同应力条件和裂缝网络的影响，分析了裂缝传播路径和模式，揭示了裂缝的形成和扩展机制。研究还探讨了各种地质和操作参数对裂缝网络复杂性的影响，并提出了优化水力压裂设计的建议。

2019

发表期刊：Rock Mechanics and Rock Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在通过综合模型分析水力压裂与天然裂缝相互作用的机制，以预测水力压裂穿过天然裂缝的行为，从而优化压裂设计。[研究方法] 研究结合了分析解和数值模拟，利用粘聚区模型（CZM）分析流体滞留和应力奇异性对裂缝扩展的影响。通过多簇水力压裂的数值模拟，研究了不同参数对裂缝网络生成的影响。[研究内容] 文章首先介绍了水力压裂与天然裂缝相互作用的背景，详细描述了模型的建立过程，包括应力条件设置和裂缝扩展路径模拟。结果表明，多个簇间的应力干扰会显著抑制和偏转裂缝网络，较低的应力差有利于天然裂缝的打开，并且不同的注入速率和粘度在不同压裂阶段可实现最大裂缝网络的生成。这些发现为优化水力压裂设计提供了新见解，并为天然裂缝储层的压裂操作提供了理论依据。

2019

发表期刊：Journal of Natural Gas Science and Engineering

文献导读：[研究目的] 本研究旨在探讨天然裂缝对页岩水力压裂过程的影响。[研究方法] 研究使用了基于连续介质力学的数值模拟方法，建立了考虑天然裂缝的三维水力压裂模型，模型包括流体流动和岩石变形的直接耦合。[研究内容] 文章首先介绍了天然裂缝在页岩储层中的分布特点及其对水力压裂的影响。然后详细描述了数值模拟模型的建立过程，包括天然裂缝的参数化表示和流固耦合方法。在模拟过程中，通过改变裂缝的密度、角度和渗透率等参数，研究了这些因素对压裂过程的影响。数值模拟结果显示，天然裂缝显著影响压裂裂缝的扩展路径和形态，尤其是在裂缝密度较高的情况下，压裂裂缝的复杂性显著增加。这表明天然裂缝在页岩储层水力压裂中起到了重要的作用，研究结果对优化压裂设计和提高压裂效果具有重要意义。

2019

发表期刊：Energies

文献导读：[研究目的]研究井眼附近水力压裂裂缝的扩展机制，特别是压裂液粘度和注入速率对紧致岩石中裂缝扩展的影响。[研究方法]采用三种不同粘度的压裂液（20至600 Pa.s）进行水力压裂实验，在紧致的150毫米合成立方样品中进行测试，并使用真实三轴应力单元模拟实际地应力条件。同时，进行尺度分析以将实验结果与现场操作对应。[研究内容]文章首先介绍了水力压裂在非常规油气藏中的应用背景及其挑战，然后详细描述了实验装置和方法。通过数值模拟研究了不同压裂液粘度和注入速率对裂缝扩展的影响。结果表明，随着压裂液粘度和注入速率的增加，裂缝能量和压力也随之增加。此外，研究发现当压裂能量以更快的速率传递到井眼时，裂缝起始角度增加，导致裂缝面更加弯曲。研究引入了一个新的参数“压裂功率”来关联裂缝几何形态与流体粘度和注入速率的关系。