油層中孔隙介質(zhì)本構(gòu)方程的建立.pdf

1、超聲波石油開采技術(shù)主要是研究超聲波對(duì)石油儲(chǔ)層中孔隙介質(zhì)影響，飽和孔隙介質(zhì)是一種接近于實(shí)際油氣儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)的理論模型，因此研究孔隙介質(zhì)材料的本構(gòu)方程很重要的，而孔隙介質(zhì)材料是一種力學(xué)性質(zhì)復(fù)雜的工程材料，在宏觀力學(xué)分析中將其視為連續(xù)介質(zhì)。論文以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ)，采用理論分析和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，系統(tǒng)地研究了孔隙介質(zhì)巖石材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系以及強(qiáng)度特征等，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立了能反映孔隙介質(zhì)巖石非線性變形特征的本構(gòu)模型，采用數(shù)值模擬的方法對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。

2、概括來講，本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）取典型的孔隙介質(zhì)巖石，孔隙度為0.2，加工成標(biāo)準(zhǔn)試件(φ25mm×80mm)。采用Zwick萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了單軸壓縮和單軸拉伸試驗(yàn)，分析了巖樣的變形特點(diǎn)、強(qiáng)度特征和破壞規(guī)律以及試件的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等變化規(guī)律，得到了孔隙介質(zhì)巖石的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及其他力學(xué)參數(shù)。
　?。?）針對(duì)現(xiàn)有的孔隙介質(zhì)巖石彈塑性本構(gòu)模型不能反映巖石峰前非線性變形的問題，對(duì)巖石受力過程中其內(nèi)部微裂紋的不同活

3、動(dòng)狀態(tài)與宏觀力學(xué)參數(shù)的影響進(jìn)行了詳盡分析，得到了峰前變形參數(shù)隨應(yīng)力水平的變化規(guī)律。并以此為基礎(chǔ)，建立了反映孔隙介質(zhì)巖石峰前非線性變形特性的非線性彈塑性本構(gòu)模型。對(duì)比各種屈服準(zhǔn)則，針對(duì)孔隙介質(zhì)的特性選取了Drucker-Prager屈服準(zhǔn)則，推導(dǎo)并驗(yàn)證了本構(gòu)模型的一維情況。
　　（3）結(jié)合大型有限元分析軟件ABAQUS的程序，通過有限元的實(shí)現(xiàn)過程，將巖石力學(xué)的試驗(yàn)和理論研究成果應(yīng)用于巖心，分析了在壓力和溫度作用下巖心的情況，得到油層