王涛
- 作品数：18 被引量：89H指数：5
- 供职机构：清华大学航天航空学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学石油与天然气工程航空宇航科学技术一般工业技术更多>>
- 扩展有限元法及其在多孔介质水力压裂上的应用
- 本文在页岩水力压裂大物模实验的基础上，采用扩展有限单元法(XFEM)，开发了一套ABAQUS的显式用户单元子程序(VUEL)，模拟了岩石的水力压裂过程。在传统的三维8节点单元的基础上，引入扩充自由度，来描述裂缝面的间断和...
- 王涛柳占立庄茁
- 关键词：水力压裂渗流
- 页岩水力压裂中多簇裂缝扩展的全耦合模拟被引量：20
- 2016年
- 水平井和水力压裂是页岩气开发中的关键技术。对水力压裂中多簇裂缝同时扩展的物理过程进行了数值模拟。采用扩展有限元法(XFEM)模拟岩石中裂缝沿着任意路径扩展,采用有限体积法(FVM)模拟裂缝中流体的流动,并且考虑井筒中流体流动以及在各簇裂缝间的流量动态分配。通过牛顿迭代对全耦合物理过程进行数值求解,重点研究了初始长度不同的两条裂缝的扩展过程,证明较大的射孔摩阻能促进两条裂缝的同时扩展。并通过算例证明了本方法的精度和有效性。
- 曾庆磊庄茁柳占立王涛高岳
- 关键词：水力压裂有限体积法
- 基于给定参数的水力裂缝与天然裂缝相互作用结果的预测准则被引量：7
- 2018年
- 水力裂缝(HF)和天然裂缝(NF)之间的相互作用在压裂裂缝性储层中扮演着重要角色,并可能导致复杂的裂缝网络。该文基于断裂力学理论提出了一个基于给定参数的显式表达式准则。在进行数值模拟、实验或现场施工之前,根据输入参数,应用本准则预测HF遇到NF后的穿透、打开或滑移行为,以及评估已有的水力压裂试验结果。根据准则可知,在高地应力差和高交汇角下,HF容易穿透NF;在低地应力差和低交汇角下,HF容易打开NF;在适当的应力差和交汇角度以及摩擦系数条件下,NF会在HF的作用下发生剪切滑移。高的岩石断裂韧性和短的HF长度(水平井筒到NF的距离)也会导致HF打开NF。相比其他隐式表达式或通过计算程序给出的准则,该文提出的准则只依赖于外部输入参数,具有显式表达方式,方便压裂实验和工程应用。
- 王涛柳占立高岳庄茁
- 关键词：水力压裂
- 基于扩展有限元法的单边裂缝水压驱动下的扩展
- 本文采用扩展有限元法(XFEM)模拟三维实体中的任意裂纹,并且裂纹面上可以加压力,从而可以模拟页岩油气开采过程中的水力压裂过程。在传统的三维实体单元的基础上,增加额外的自由度,并通过重组自由度,即虚拟节点法,来实现与传统...
- 王涛柳占立庄茁
- 关键词：水力压裂
- 文献传递
- 基于断裂的扩展有限元及在连续体壳,裂纹分叉,复合材料的应用
- 本文展示了本课题组关于扩展有限元研究的最近成果，描述了基于连续体壳的有限元模型、裂纹扩展准则和应用算例；建立了动态裂纹分叉扩展的有限元模型，给出了分叉速度条件和裂纹扩展路径；提出了抗冲击波复合材料多尺度构件的设计理念，应...
- 庄茁柳占立许丹丹王恒曾庆磊王涛
- 关键词：X-FEM复合材料
- 岩石水力压裂的实验和数值模拟研究
- 本文在页岩水力压裂实验的基础上,采用扩展有限元方法,发展了ABAQUS软件的用户单元子程序VUEL,实现了页岩水力压裂过程的初步数值模拟。采用扩展有限元方法,通过在常规三维实体8节点单元中引入扩充自由度,实现了在单元内引...
- 王涛高岳柳占立王永辉杨立峰庄茁
- 关键词：水力压裂
- 水力裂缝与天然裂缝的相互作用的数值模拟
- 水力裂缝(HF)与天然裂缝(NF)的相互作用对于水力压裂是至关重要的。本文着重研究由HF产生的应力引起的NF的拉伸和剪切脱粘区的扩展,以及NF的脱粘行为对HF与NF之间相互作用的影响。首先,我们通过理论分析提出了两个无量...
- 王涛柳占立庄茁
- 关键词：水力压裂多孔介质
- 文献传递
- 页岩水力压裂的关键力学问题被引量：37
- 2016年
- 页岩气的开采成为我国绿色能源开发的新领域.尽管北美页岩气革命取得了成功,水力压裂是成功的开采方式,目前采收率仅为5%~15%,问题出在哪里呢？由此给力学家提出了巨大的挑战和机遇.本文针对页岩水力压裂的关键力学问题,阐述理论、计算和实验的研究进展和技术难点,主要内容有：页岩人工裂缝扩展的大型物理实验模拟平台;考虑时间相关性的各向异性本构模型;页岩起裂、分叉及多裂缝相互作用的断裂力学准则和模拟方法;裂缝簇稳定性扩展的力学条件和创造缝网的多尺度有限元模型;耦合断裂力学和流场压力的裂缝网扩展数值模拟方法.
- 庄茁柳占立王涛高岳王永辉付海峰
- 关键词：页岩水力压裂
- 基于断裂的扩展有限元及在连续体壳,裂纹分叉,复合材料的应用
- 本文展示了本课题组关于扩展有限元研究的最近成果,描述了基于连续体壳的有限元模型、裂纹扩展准则和应用算例;建立了动态裂纹分叉扩展的有限元模型,给出了分叉速度条件和裂纹扩展路径;提出了抗冲击波复合材料多尺度构件的设计理念,应...
- 庄茁柳占立许丹丹王恒曾庆磊王涛
- 关键词：X-FEM复合材料
- 文献传递
- 基于机器学习的页岩气采收率预测方法被引量：9
- 2021年
- 页岩气是指以吸附和游离时而还有流体相的状态赋存于泥页岩中的非常规天然气,我国探明储量丰富,地域分布广泛,埋藏深度普遍在3000米以下.页岩气开采的关键技术是水平井和水力压裂,而高效开采面临的更大困难和挑战是预测采收率.如果能够预测采收率,一是可以评估当前储层改造程度,二是可以获悉当前的施工参数对产气量的直接影响,便于动态指导施工.由于影响产气量的因素既包括储层自身参数,又受施工参数的直接调控,因此尚无合适的物理模型能够评估多种因素对产气量的综合影响.近年来,随着深度学习的兴起,该方法成为解决工程领域问题的热门手段.论文通过解读涪陵地区页岩气开采水平井的现场数据,分别使用深度神经网络、支持向量回归以及极限梯度爬升等三种机器学习方法,建立了从储层和施工参数到采收率的预测模型,分析了各类模型的优缺点,以及相关参数的重要性.在页岩气施工现场数据量较少的情况下,建立了合理预测采收率模型,具有工程应用前景.
- 严子铭王涛柳占立庄茁
- 关键词：页岩气水平井水力压裂
