流固耦合影响下的页岩破裂过程数值模拟研究

"该论文详细探讨了在流固耦合作用下页岩的破裂过程，通过使用RFPA软件进行数值模拟，并分析了声发射特征，旨在深入理解页岩在复杂应力状态下的破坏机制。该研究受到多项贵州省科技基金项目的资助，并由娄义黎、邬忠虎等研究人员合作完成。" 在页岩气开采过程中，流固耦合作用是不可忽视的重要因素。页岩作为非常规油气资源的主要载体，其内部结构复杂，具有明显的各向异性。在压力变化和流体注入的影响下，页岩的力学性质会显著改变，可能导致破裂，从而影响储层的渗透性和油气的开采效率。论文"流固耦合作用下页岩破裂过程的数值模拟"关注的就是这一关键问题。 研究人员采用RFPA（Rock Failure Process Analysis）软件，这是一种强大的岩体破坏过程模拟工具，能够模拟复杂的力学行为，包括非线性、各向异性以及流体与岩石相互作用的过程。通过该软件，他们对页岩在受压和流体影响下的破裂模式进行了细致的数值模拟，以揭示流固耦合如何影响页岩的稳定性。 在实验过程中，声发射技术被用来监测页岩破裂过程中的微小应变和应力变化。声发射是一种无损检测方法，能实时记录岩石内部由于应力释放产生的声波信号，从而提供关于岩石破坏过程的宝贵信息。通过分析这些数据，研究者可以识别出页岩破裂前的预兆特征，这对于预测和防止页岩储层的突然失效具有重要意义。 此外，论文还讨论了页岩的各向异性对其破裂行为的影响。页岩的微观结构包含各种矿物颗粒和层理，导致其在不同方向上的力学性能差异显著。这种各向异性使得页岩在受力时可能沿特定方向更容易发生破裂，这对工程实践和地质灾害预测提供了重要的理论依据。 总结来说，这篇论文通过数值模拟和声发射分析，深入研究了流固耦合作用下页岩破裂过程的力学机制，对于理解和控制页岩气开采中的地质风险，优化开采策略，以及提升能源开发的经济效益具有重要的理论和实践价值。同时，这项工作也对岩土工程领域中的破裂力学研究提供了新的研究思路和技术手段。