严成增荣获第十六届中国岩石力学与工程学会自然科学二等奖

油气能源开采中的水力压裂与流体、热作用  下岩体中裂缝的萌生、扩展贯通密不可分。流体在裂缝和岩石基质中的流动，热在流体和岩石基质中 传导，裂缝在裂隙压力的作用下发生张开或者闭合，岩石基质在孔隙压力和热的作用下发生变形，与此同时还有可能会有新的裂缝产生，现有裂缝也有可能发生扩展，改变裂缝内流体的流动的路径，从而对渗流和传热产生影响。裂缝内流体和岩石基质内流体也会在裂缝处发生交换，因此裂隙渗流发生改变后也会影响孔隙渗流。为了解决流体、热作用下的岩石断裂耦合难题，该项目从易到难先后开展了如下工作：考虑到岩体是由节理及节理围限切割的岩石块体所构成，岩体的渗透性分别由节理的渗透性和岩石块体的渗透性所构成，流体在这两者中的流动为裂隙渗流和孔隙渗流，该项目先后构建了裂隙渗流-断裂耦合模型，等效考虑孔隙渗流-断裂耦合模型，裂隙孔隙渗流-断裂耦合连续模型以及热-渗流-力(THM)-断裂耦合模型。本创新成果建立了系统性的二维、三维渗流-断裂耦合模型及热-渗流-力(THM)-断裂耦合模型，能够同时考虑裂隙-孔隙混合渗流、热传导和热对流、任意复杂裂缝的起裂扩展和交汇，以及裂缝扩展与孔隙渗流和裂隙渗流之间的相互作用，为分析水力压裂任意复杂逢网扩展建立了一整套多物理场断裂耦合模拟方法。