分形巖石力學(xué)及其在石油工程中的應(yīng)用

1 分形巖石力學(xué)理論基礎(chǔ)
1.1 空間、測(cè)度及維數(shù)
1.1.1 空間
1.1.2 測(cè)度
1.1.3 維數(shù)
1.2 分形及分形維數(shù)
1.2.1 分形定義
1.2.2 分形基本特征
1.2.3 分形空間
1.2.4 分形維數(shù)
1.2.5 經(jīng)典分形實(shí)例
1.3 自相似和自仿射
1.3.1 自相似
1.3.2 自仿射和自仿射分形
1.3.3 隨機(jī)分形插值
1.4 線性分形與非線性分形
1.5 隨機(jī)分形與多重分形
1.5.1 隨機(jī)分形
1.5.2 多重分形
2 巖石的基本性質(zhì)及強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則
2.1 巖石的物理性質(zhì)
2.1.1 巖石的基本物理指標(biāo)
2.1.2 巖石的水理性
2.1.3 巖石的熱理性
2.1.4 巖石物性的非均質(zhì)和各向異性
2.2 巖石的基本力學(xué)性質(zhì)
2.2.1 巖石的應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)^程
2.2.2 巖石模量及泊松比
2.2.3 單軸抗壓強(qiáng)度、單軸抗拉強(qiáng)度及單軸抗剪強(qiáng)度
2.2.4 巖石三軸試驗(yàn)
2.2.5 三軸壓縮條件下巖石變形參數(shù)
2.3 巖石強(qiáng)度的破壞準(zhǔn)則
2.3.1 最大正應(yīng)力強(qiáng)度理論
2.3.2 最大正應(yīng)變強(qiáng)度理論
2.3.3 最大剪應(yīng)力強(qiáng)度理論
2.3.4 莫爾-庫倫強(qiáng)度準(zhǔn)則
2.3.5 德魯克-普拉格理論
2.3.6 格里菲斯準(zhǔn)則及修正理論
3 儲(chǔ)層巖石孔隙介質(zhì)特征的分形性
3.1 儲(chǔ)層孔隙介質(zhì)的微觀特征
3.1.1 孔隙分布的微觀特征
3.1.2 孔隙分布的分形特征
3.2 孔隙介質(zhì)微觀特征的分形描述
3.2.1 孔隙介質(zhì)的分形模型
3.2.2 孔隙介質(zhì)結(jié)構(gòu)的分形特征
3.3 儲(chǔ)層巖石孔隙介質(zhì)的分形測(cè)量方法
3.3.1 離散方法
3.3.2 散射方法
3.3.3 吸附方法
3.4 儲(chǔ)層孔隙介質(zhì)的分形維數(shù)
3.4.1 掃描電鏡法測(cè)孔隙介質(zhì)分形維數(shù)
3.4.2 壓汞法測(cè)孔隙介質(zhì)分形維數(shù)
4 儲(chǔ)層巖石損傷演化過程的分形分析方法
4.1 損傷及損傷變量
4.2 儲(chǔ)層巖石損傷演化的分形特征
4.3 儲(chǔ)層彈塑性的分形本構(gòu)關(guān)系
4.3.1 應(yīng)變軟化性巖石的本構(gòu)關(guān)系
4.3.2 理想彈塑性巖石的本構(gòu)關(guān)系
4.3.3 應(yīng)變硬化彈塑性巖石的本構(gòu)關(guān)系
4.3.4 Weibull模量與材料強(qiáng)度的分形性質(zhì)
4.4 儲(chǔ)層巖石損傷的實(shí)例分析
5 儲(chǔ)層巖石井壁穩(wěn)定性的分形分析方法
5.1 儲(chǔ)層巖石井壁穩(wěn)定性的分析方法
5.2 儲(chǔ)層巖石有效應(yīng)力的分形分析
5.2.1 有效應(yīng)力基本模型分析
5.2.2 儲(chǔ)層巖石有效應(yīng)力的分形模型
5.3 儲(chǔ)層井壁圍巖應(yīng)力狀態(tài)的分形分析
5.3.1 儲(chǔ)層巖石孔隙介質(zhì)的雙重有效應(yīng)力
5.3.2 儲(chǔ)層井壁圍巖應(yīng)力狀態(tài)的分形模型
5.4 儲(chǔ)層圍巖應(yīng)力分形模型的實(shí)用形式及計(jì)算
5.4.1 井壁圍巖應(yīng)力分形模型的實(shí)用形式
5.4.2 分形模型實(shí)用形式的實(shí)例計(jì)算
6 鉆進(jìn)過程中儲(chǔ)層巖石破碎體的分形計(jì)算方法
6.1 儲(chǔ)層巖石破碎體的分形理論
6.1.1 巖石結(jié)構(gòu)分形維數(shù)和破碎分形維數(shù)
6.1.2 巖石裂縫的分形形式
6.1.3 巖石破碎的三角形效應(yīng)
6.2 儲(chǔ)層巖石破碎的塊度分布與分形理論
6.2.1 儲(chǔ)層巖石破碎的塊度分布模型
6.2.2 儲(chǔ)層巖石破碎的塊度分形維數(shù)計(jì)算方法研究
6.3 儲(chǔ)層巖石破碎體的分形特征
6.3.1 微鉆頭破碎巖屑的塊度分布與分形維數(shù)研究
6.3.2 鉆井上返巖屑?jí)K度分布及分形維數(shù)研究
6.3.3 地面巖屑標(biāo)準(zhǔn)化之后的塊度分布及分形維數(shù)研究
6.3.4 鉆井上返巖屑標(biāo)準(zhǔn)化之后的塊度分布及分形維數(shù)研究
6.4 儲(chǔ)層巖石破碎體的有限尺度和等概率破碎分析
6.4.1 儲(chǔ)層巖石有限尺度破碎體分析
6.4.2 巖屑分布特征的等概率破碎模型
6.5 儲(chǔ)層巖石破碎能耗的分形表示模型
6.5.1 能耗模型的建立
6.5.2 能耗模型的討論
6.5.3 巖石破碎能耗模型的影響因素分析
6.5.4 巖石破碎比功模型的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析
7 儲(chǔ)層巖石水力壓裂造縫規(guī)律的分形分析
7.1 影響水力壓裂造縫的因素
7.1.1 地應(yīng)力及其分布
7.1.2 井壁圍巖應(yīng)力狀態(tài)
7.1.3 儲(chǔ)層類型
7.1.4 壓裂井筒與地層的接觸狀態(tài)
7.1.5 施工參數(shù)
7.2 水力壓裂裂縫的起裂準(zhǔn)則
7.2.1 直井井筒圍巖應(yīng)力狀態(tài)
7.2.2 裂縫起裂的力學(xué)準(zhǔn)則
7.3 裂縫的延伸準(zhǔn)則及分形描述
7.3.1 巖石的斷裂韌性
7.3.2 巖石斷裂面的分形描述
7.3.3 巖石的分形斷裂韌性
7.4 水力壓裂過程的實(shí)驗(yàn)分析
7.4.1 實(shí)驗(yàn)裝置
7.4.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)M方式
7.4.3 水力壓裂過程模擬實(shí)驗(yàn)
7.4.4 裂縫延伸準(zhǔn)則的實(shí)驗(yàn)分析
7.5 分形參數(shù)對(duì)裂縫起裂及延伸的影響分析
7.5.1 裂縫起裂的分形分析
7.5.2 裂縫延伸的分形分析
7.5.3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例計(jì)算
8 裂縫性儲(chǔ)層裂縫介質(zhì)特征的分形描述
8.1 裂縫介質(zhì)的分布特征及描述參數(shù)
8.1.1 裂縫介質(zhì)的分布特征
8.1.2 裂縫介質(zhì)的描述參數(shù)
8.2 儲(chǔ)層裂縫介質(zhì)分布的分形描述方法
8.2.1 裂縫介質(zhì)分布的分形模型
8.2.2 地層斷裂的分形維數(shù)
8.2.3 巖心裂縫的分形維數(shù)
8.3 裂縫介質(zhì)特征的三維模擬方法
8.3.1 單一裂縫的空間幾何關(guān)系
8.3.2 多裂縫的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模擬
8.3.3 裂縫系統(tǒng)特征參數(shù)的確定
8.4 可視化平臺(tái)
8.4.1 計(jì)算機(jī)可視化概述
8.4.2 可視化工具OpenGL介紹
8.4.3 OpenGL三維建模的數(shù)學(xué)方法
8.4.4 VB.Net＆OpenGL的可視化平臺(tái)
8.5 B區(qū)塊裂縫性儲(chǔ)層的三維網(wǎng)絡(luò)模擬
8.5.1 三維地質(zhì)體模擬
8.5.2 井眼軌道模擬
8.5.3 裂縫系統(tǒng)三維網(wǎng)絡(luò)模擬
8.5.4 裂縫性儲(chǔ)層的三維地質(zhì)體模擬
9 裂縫性儲(chǔ)層水力壓裂造縫機(jī)理的分形特征
9.1 裂縫性儲(chǔ)層裂縫起裂的力學(xué)準(zhǔn)則
9.1.1 天然裂縫面上的正應(yīng)力
9.1.2 壓裂裂縫特征分析
9.2 裂縫性儲(chǔ)層壓裂裂縫的延伸分析
9.2.1 裂縫性儲(chǔ)層水力壓裂過程模擬實(shí)驗(yàn)
9.2.2 壓裂裂縫延伸的特征
9.2.3 壓裂裂縫再起裂與延伸的定性分析
9.3 天然裂縫對(duì)壓裂裂縫的分形影響
9.3.1 天然裂縫對(duì)壓裂裂縫的影響
9.3.2 天然裂縫分布的二維跡線分析
9.3.3 分形參數(shù)對(duì)天然裂縫特征的影響
9.3.4 分形參數(shù)對(duì)壓裂縫幾何特征的影響
參考文獻(xiàn)