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基于动态弹性力学模型的煤系致密砂岩储层裂缝预测方法
摘要
煤系致密砂岩储层的裂缝预测在煤层气勘探与开发中极为重要。本文针对煤系致密砂岩储层的特点，运用动态弹性力学模型，提出了一种新的裂缝预测方法。首先对煤系致密砂岩储层的岩石力学特性进行了分析，得出了其动态弹性模量及泊松比的数值，并通过实验验证。然后，基于动态弹性力学模型，建立了煤系致密砂岩储层的裂缝预测模型，并对模型进行了数值计算。通过计算得到的结果，可以获得储层的裂缝位置、长度、方向等重要信息。最后通过实验验证和案例分析，证明了该方法的有效性和可靠性。该方法在煤系致密砂岩储层的勘探与开发中具有实际应用价值。
关键词：煤系致密砂岩；动态弹性力学模型；裂缝预测；数值计算；实验验证
Abstract
Crackpredictionincoal-bearingtightsandstonereservoirsisextremelyimportantincoalbedmethaneexplorationanddevelopment.Basedonthecharacteristicsofcoal-bearingtightsandstonereservoirs,anewcrackpredictionmethodisproposedusingthedynamicelasticmechanicsmodel.Firstly,therockmechanicscharacteristicsofcoal-bearingtightsandstonereservoirsareanalyzed,andthenumericalvaluesofthedynamicelasticmodulusandPoisson'sratioareobtainedandverifiedbyexperiments.Then,basedonthedynamicelasticmechanicsmodel,acrackpredictionmodelisestablishedforcoal-bearingtightsandstonereservoirs,andthemodelisnumericallycalculated.Bycalculatingtheresults,importantinformationsuchascrackposition,length,anddirectionofthereservoircanbeobtained.Finally,thevalidityandreliabilityofthemethodareprovedthroughexperimentationandcaseanalysis.Themethodhaspracticalapplicationvalueintheexplorationanddevelopmentofcoal-bearingtightsandstonereservoirs.
Keywords:coal-bearingtightsandstone;dynamicelasticmechanicsmodel;crackprediction;numericalcalculation;experimentalverification
正文
1.引言
煤系致密砂岩储层是高效、经济开发煤层气的主要目标，然而，裂缝是影响煤层气开发的重要因素之一。因此，预测煤系致密砂岩储层的裂缝分布和形态，对于煤层气勘探和开发至关重要。
2.特点分析
煤系致密砂岩储层的物理特性具有多孔性、微裂隙和非均质性等特点，这些特性导致煤系致密砂岩储层在煤层气勘探和开发中存在一些问题。其中，裂缝是导致储层透气性增加、产气效率降低的主要原因之一。因此，煤系致密砂岩储层的裂缝预测显得尤为重要。
3.动态弹性力学模型
动态弹性力学模型是一种常用的力学模型，可以用于描述岩石、土体、混凝土等材料在动态荷载作用下的响应。动态弹性模量是动态弹性力学模型中的重要参数之一，用于描述岩石在动态荷载作用下的弹性响应。
4.裂缝预测方法
本文采用动态弹性力学模型预测煤系致密砂岩储层的裂缝分布和形态。具体方法如下。
4.1岩石力学参数的测定
建立煤系致密砂岩储层的动态弹性力学模型需要掌握其动态弹性模量和泊松比等岩石力学参数。其中，动态弹性模量是岩石在动态载荷下的弹性模量，是一个反映物质质量刚度的重要参数。泊松比是描述岩石在受到压力时体积的变化和形变的程度。通过实验测定可以获得煤系致密砂岩储层的动态弹性模量和泊松比，具体方法如下。
首先选择适当的试样，样品的尺寸应该充分考虑储层的均质性和非均质性特点。然后将试样固定在压力机上，施加动态荷载。在试样受到荷载时，通过振荡传感器和加速度传感器采集振动信息。然后根据实验原理和流程，计算出岩石样品的动态弹性模量和泊松比