Resumen

Los modelos actuales de fractura hidráulica se basan principalmente en teorías elásticas, que no permiten predecir con exactitud los parámetros de fractura en formaciones con plasticidad. Este artículo propone un modelo de acoplamiento fluido-sólido para la propagación de la fractura en formaciones elastoplásticas. La deformación plástica de la roca en el modelo satisface el criterio de fluencia de Mohr-Coulomb y la teoría del incremento de la deformación plástica. Para resolver el modelo acoplado se utiliza el método de elementos finitos ampliado (XFEM) combinado con el método de zonas cohesivas (CZM). La precisión del modelo se valida frente a los modelos existentes. Mediante el modelo se investigan los efectos de la diferencia de tensiones, el ángulo de fricción y el ángulo de dilatación sobre la forma de la fractura (longitud y anchura), la presión de inyección, la deformación plástica, la tensión inducida y la presión de poros. Los resultados indican que, en comparación con la formación elástica, la propagación de la fractura en la formación elastoplástica es más difícil, la presión de ruptura y la presión de extensión son mayores, y la forma de la fractura es más ancha y corta. La deformación plástica hace que la punta de la fractura se vuelva roma. Bajo la condición de una alta diferencia de tensión o una formación de bajo ángulo de fricción, es propenso a ocurrir grandes zonas de deformación plástica y formar una fractura ancha y corta. En comparación con el ángulo de fricción, el ángulo de dilatación es menos sensible a la deformación plástica, los parámetros de fractura y la geometría de la fractura. Para la formación con alta diferencia de tensión y ángulo de fricción, el efecto de la deformación plástica en la propagación de la fractura no debe ser ignorado.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:diferencia de tensión elevada, propagación de la fractura, ángulo de fricción, parámetros de fractura, formación elastoplástica, deformación plástica, ángulo de dilatación, modelo, forma de la fractura, formación del ángulo de fricción
• Keywords:high stress difference, fracture propagation, friction angle, fracture parameters, elastoplastic formation, plastic deformation, dilation angle, model, fracture shape, friction angle formation