柔性边界三轴压缩条件下胶结型水合物沉积物力学特性的离散元模拟

摘要：

首先,提出了一种胶结型水合物沉积物离散元试样的生成方法,并采用FLAC3D和PFC3D耦合方法创建了侧面柔性边界条件,生成了不同饱和度的水合物试样;其次,考虑水合物的胶结效应,引入线性平行胶结模型并由室内试验结果标定了接触模型参数;第三,根据数值模拟结果分析了水合物沉积物的强度和变形破坏特性;最后,从力链和能量角度揭示了水合物在应力传递中的微细观力学机制.研究结果表明:建立的离散元模型能准确计算柔性边界条件下的试样体积变化,其模拟结果与室内试验结果吻合较好;水合物沉积物的黏聚力随着水合物饱和度增加而增大,其内摩擦角与水合物饱和度的关系不大;水合物饱和度对水合物沉积物的应变局部化特征影响很大;水合物颗粒参与力链的形成与演化,水合物饱和度越大,高应力水合物颗粒数目越多,水合物颗粒在力链中占比越大;水合物沉积物的弹性应变能、胶结应变能和摩擦耗能的存储和耗散主要通过砂土与水合物间的接触演化作用完成.

关键词：水合物沉积物、离散元法、柔性边界、强度和变形特性、力链、能量耗散

所属期刊栏目：53

分类号：TE122(石油、天然气地质与勘探)

资助基金：国家重点研发计划;中国石油大学研究生创新工程项目

在线出版日期：2022-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：830-845