不同节理粗糙度系数的裂隙渗流规律研究.pdf

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1、第24卷第5期Journalof水Wa资ter源Re与sour水ces工&程Wa学ter报EngineeringVo1．24No．520l3年10月0ct．．2013不同节理粗糙度系数的裂隙渗流规律研究段慕白，李皋，孟英峰，赵之，马骁，李洪涛(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都610500)摘要：裂隙的研究对石油开采、水利工程以及地下空间的利用都具有重要的意义。真实裂隙表面粗糙的几何形态会影响流体的流动特性及裂隙的传导能力，立方体定律难以满足使用条件。根据节理粗糙度(JRC)标准剖

2、面轮廓曲线，采用逆向数字化建模方法，开展仿真模拟不同JRC裂隙渗流规律的研究。结果表明：作用在不同粗糙度裂隙两端的压差恒定时，随着节理粗糙度的增加裂隙内流体的流量逐渐减小；流入不同粗糙度裂隙单位体积流量恒定时，随着粗糙度的增加，作用在裂隙两端的压差逐渐增大；模拟结果与实验结果相对比，得出裂隙机械宽度与流量之间的关系曲线表现出明显的非线性特征，两条趋势线相吻合，均符合对数关系。关键词：节理粗糙度系数；裂隙；数字化建模；仿真模拟；渗流中图分类号：TV131．63文献标识码：A文章编号：1672—643X(2

3、013)05—0041—04ResearchonregulationoffractureseepageindifferentjointroughnesscoefficientsDUANMubai，LIGao，MENGYingfeng，ZHA0Zhi，MAXiao，LIHongtao(StateKeyLaboratoryof0GasReservoirGeologyandExploitationEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，Chengdu610500，Ch

4、ina)Abstract：Theresearchonfracturehasimportantsignificancetooildevelopment，imgationworksandundergroundspaceutilization．Whilethegeometricalformofactualroughnessoffracturesurfacewillin—fluencethespecificationofliquidflowingandconductioncapabilityoffracture

5、，cubiclawisfailedtobeexecuted．BasedonthestandardsectionoutlinecurveofJRC，va~ou$researchesondifferentJRCregula—tionwereperformedviareversesdigitalmodelingmethod．Theresultshowedthatwhenaconsistentpres—suredifferentialactsonbothsidesoffracturesowningdiferen

6、troughness，liquidflowisgraduallyre—ducedalongwiththeincreaseofjointroughness，thedifferentialpressureonbothsideswillbegraduallyincreasedwiththeincreaseofsurfaceroughnesswhentheflowthatrunningintovariouscertainsurfacesisfixed．Comparingsimulationresultwithe

7、xperimentalone，therelationshipcurvebetweenfractureme—chanicalwidthandflowshowedobviousnon—linearfeature，twolinesmatchwellandaccordwithloga—rithmicrelation．Keywords：jointroughnesscoeficient；fracture；digitalmodeling；analoguesimulation；seepage律已被岩石力学界所接受，然而

8、裂隙内的渗流受到1研究背景粗糙度的影响，计算分析结果往往与实际情况相差裂隙岩体渗流规律对工程作用下的岩体响应具较大，因此立方体定律不适用于天然裂隙面。研究有重要影响，建立正确的单裂隙渗流规律计算模型，实际粗糙度对裂隙渗流规律的影响一直都是难点。是进一步研究裂隙网络渗流规律的基础和关键。国内外许多学者对粗糙裂隙渗流规律进行了大Lomize_1-33等通过光滑平行板缝隙水流试验，提出量的研究，Patir等研究得出流体在光滑的裂隙表了著名的立方体