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主要观点总结

本文研究了基于耦合水晶粒离散元方法的结晶岩流体驱动微裂纹行为。考虑到岩石的晶粒尺度非均质性，提出了一种耦合的基于水粒的DEM方案来模拟实验室尺度水力压裂。通过模拟不同原位应力下的压裂情况，探讨了水力压裂过程中的典型流体机械响应和微观行为，并进行了敏感性分析。研究结论对于理解岩石水力压裂过程具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

全球变暖加速和极端天气事件日益频繁，社会对实现可持续发展的关注增加。联合国可持续发展目标中的一些重点发展清洁低碳能源，如水力压裂在天然气开采和增强型地热系统中的应用。

关键观点2: 研究目的

了解结晶岩中水力压裂的微观行为，包括非对称扩展、孤立和分支裂纹的产生等。通过数值模拟克服实验的缺点，方便地访问机械和液压过程的宏和微观变量。

关键观点3: 研究方法

采用基于耦合水晶粒离散元方法的数值模型，模拟流体流动和粗粒结晶岩。通过模型校准，模拟不同原位应力下的压裂情况，并进行敏感性分析。

关键观点4: 研究结果

研究发现，结晶岩的水力压裂涉及许多独特行为，如非对称扩展、拉链模式的起裂时间顺序等。注入压力和岩石体积膨胀等主要参数的时间导数对开裂动力学比测量的原始时间序列更敏感。岩石体积膨胀取决于压裂路径，涉及三个阶段。结晶岩中的水力裂纹可以在矿物颗粒和颗粒界面上诱发，裂纹模式以拉伸破坏为主。

关键观点5: 研究结论

本研究通过数值模拟揭示了结晶岩中水力压裂的微观行为，提供了对水力压裂过程的全面理解。研究结论可以应用于实验室和现场工作，对于提高水力压裂效果和效益最大化具有重要意义。

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