地震
地震
지진
EARTHQUAKE
2013年
4期
71-83
,共13页
朱伯靖%刘旭耀%程惠红%柳畅%刘善琪%任天翔%李永兵%石耀霖
硃伯靖%劉旭耀%程惠紅%柳暢%劉善琪%任天翔%李永兵%石耀霖
주백정%류욱요%정혜홍%류창%류선기%임천상%리영병%석요림
致密砂岩水压致裂液化%地震波%X射线CT断层成像分辨率%格子波尔兹曼及有限元模型%并行CPU-GPU计算
緻密砂巖水壓緻裂液化%地震波%X射線CT斷層成像分辨率%格子波爾玆曼及有限元模型%併行CPU-GPU計算
치밀사암수압치렬액화%지진파%X사선CT단층성상분변솔%격자파이자만급유한원모형%병행CPU-GPU계산
Hydrofracturing-liquefaction of tight sandstone%Earthquake wave%X-ray CT resolution%Lattice Boltzmann and finite element method%Parallel CPU-GPU technology
水压瞬态致裂液化在地应力测量、地震破坏评估和机理研究、油气(天然气、页岩气)及地热资源开发等地学领域都具有重要的理论和应用价值.自20世纪60年代至今在理论和实际应用方面取得了一些奠基性和开创性成果,但鉴于问题复杂性,瞬态致裂液化机理至今尚不清楚.本研究应用格子波尔兹曼及有限元多孔介质流固耦合物理模型,对地震波载荷作用下致密砂岩水压瞬态致裂液化过程进行数值模拟研究.首先,以鄂尔多斯盆地某油田延长组致密砂岩为例,利用X射线CT断层成像技术,应用基于量子力学第一性原理格子波尔兹曼方法,建立致密砂岩数字岩芯模型.进而,推导格子波尔兹曼及有限元多孔介质流固耦合数值模型公式,建立致密砂岩水压致裂液化物理模型.最后,应用地震波载荷边界和初始条件,模拟瞬态致裂液化流固耦合过程,讨论了地震波载荷幅值、频率及作用时间对致密砂岩孔隙结构(孔隙度大小及连通性)、致密砂岩破裂最大主应力之间关系,得到了地震波作用下致密砂岩致裂液化准则.
水壓瞬態緻裂液化在地應力測量、地震破壞評估和機理研究、油氣(天然氣、頁巖氣)及地熱資源開髮等地學領域都具有重要的理論和應用價值.自20世紀60年代至今在理論和實際應用方麵取得瞭一些奠基性和開創性成果,但鑒于問題複雜性,瞬態緻裂液化機理至今尚不清楚.本研究應用格子波爾玆曼及有限元多孔介質流固耦閤物理模型,對地震波載荷作用下緻密砂巖水壓瞬態緻裂液化過程進行數值模擬研究.首先,以鄂爾多斯盆地某油田延長組緻密砂巖為例,利用X射線CT斷層成像技術,應用基于量子力學第一性原理格子波爾玆曼方法,建立緻密砂巖數字巖芯模型.進而,推導格子波爾玆曼及有限元多孔介質流固耦閤數值模型公式,建立緻密砂巖水壓緻裂液化物理模型.最後,應用地震波載荷邊界和初始條件,模擬瞬態緻裂液化流固耦閤過程,討論瞭地震波載荷幅值、頻率及作用時間對緻密砂巖孔隙結構(孔隙度大小及連通性)、緻密砂巖破裂最大主應力之間關繫,得到瞭地震波作用下緻密砂巖緻裂液化準則.
수압순태치렬액화재지응력측량、지진파배평고화궤리연구、유기(천연기、혈암기)급지열자원개발등지학영역도구유중요적이론화응용개치.자20세기60년대지금재이론화실제응용방면취득료일사전기성화개창성성과,단감우문제복잡성,순태치렬액화궤리지금상불청초.본연구응용격자파이자만급유한원다공개질류고우합물리모형,대지진파재하작용하치밀사암수압순태치렬액화과정진행수치모의연구.수선,이악이다사분지모유전연장조치밀사암위례,이용X사선CT단층성상기술,응용기우양자역학제일성원리격자파이자만방법,건립치밀사암수자암심모형.진이,추도격자파이자만급유한원다공개질류고우합수치모형공식,건립치밀사암수압치렬액화물리모형.최후,응용지진파재하변계화초시조건,모의순태치렬액화류고우합과정,토론료지진파재하폭치、빈솔급작용시간대치밀사암공극결구(공극도대소급련통성)、치밀사암파렬최대주응력지간관계,득도료지진파작용하치밀사암치렬액화준칙.
