Resumen

La simulación de la fracturación hidráulica mediante el método convencional de elementos finitos cohesivos de ABAQUS requiere una trayectoria de propagación de la fractura preestablecida, lo que restringe su aplicación a la simulación de la fracturación hidráulica de un yacimiento naturalmente fracturado bajo acoplamiento total. Basándose en el desarrollo posterior de un elemento finito cohesivo, se propone un nuevo método de doble atributo de fluido de poros/elemento de tensión y elemento cohesivo (PFS-Cohesivo) para una matriz de roca con el fin de realizar la simulación de una fractura artificial que se propague a lo largo de la trayectoria arbitraria. El efecto de una sola fractura espontánea, de dos fracturas naturales intersectadas y de múltiples fracturas espontáneas intersectadas sobre la expansión de una fractura artificial se analiza mediante este método. Los resultados de la simulación numérica muestran que la tensión in situ, el ángulo de aproximación entre la fractura artificial y la fractura natural, y la fuerza de cementación de la fractura natural tienen una influencia significativa en la morfología de propagación de la fractura. Cuando existen dos fracturas naturales intersectadas, la segunda inhibirá la propagación de las fracturas artificiales a lo largo del pequeño ángulo de las primeras fracturas naturales. Bajo diferentes diferencias de tensión in situ, la longitud así como la apertura de la fractura hidráulica en una matriz de roca aumenta con el desarrollo de la superioridad de la cementación de las fracturas naturales. Y con el aumento de las diferencias de tensión horizontal in situ, la longitud de la fractura artificial en una matriz de roca disminuye, mientras que la apertura aumenta. El resultado de la simulación numérica de la influencia de una única fractura natural en la propagación de una fractura artificial coincide con el del experimento, lo que demuestra la precisión del MEF PFS-Cohesivo para simular la fracturación hidráulica en yacimientos de gas de esquisto.

• Materias:Agua Carbón Residuos quí­micos Yacimientos minerales Ondas sísmicas Estudio de laboratorio
• Subjects:Water Coal Chemical waste Mineral deposits Seismic Waves Lab study
• Palabras claves:Fractura artificial, fractura natural, resultados de simulación numérica, elementos finitos cohesivos, fractura hidráulica, matriz de la roca, aumento de la matriz de la roca, fuerza de cementación de la fractura, primera fractura natural, fractura espontánea única
• Keywords:artificial fracture, natural fracture, numerical simulation results, cohesive finite elements, hydraulic fracturing, rock matrix, rock matrix increase, fracture cementation strength, first natural fracture, single spontaneous fracture