[发明专利]一种基于离散元流固耦合的多簇压裂裂缝形态预测方法

权利要求书

1.一种基于离散元流固耦合的多簇压裂裂缝形态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立流动方程，根据二维圆盘颗粒模型建立流体压力的增量方程：

式中，K_f为流体的体积模量，V_d为流体空间的体积，Δt为时步，∑qΔt-ΔV_d为流体变化引起流体空间内部体积的变化；

S2、建立流固耦合方程，根据所要达到的流体与固体的耦合作用建立流体的变化引起的流体空间内压力的变化方程：

式中，K_f为流体的体积模量，V_d为流体空间的体积，Δt为时步；

S3、模拟层理对裂缝在高度上的扩展，进而明确层理对缝高的影响程度的主控因素，最后对压裂工艺和施工参数进行优化；

S4、模拟裂缝沿裂缝长度方向上的扩展，进而明确裂缝延伸的主控因素，最后对压裂工艺和施工参数进行优化；

所述二维圆盘颗粒模型为：

1)、将颗粒围成的域看作为一个流体空间，并假定空间内的所有参数保持不变；

2)、颗粒间的胶结处存在一个流体通道，负责与其他流体空间相连，可以让液体自由流入流出；

所述所要达到的流体与固体的耦合作用的条件为：

1)、接触力的变化应引起颗粒间流体通道的变化，或者控制流体通道的开启或关闭；

2)、流体空间内流体体积的变化造成区域压力的改变；

3)、流体空间内的压力作用在包围该空间的颗粒上。

2.根据权利要求1所述的一种基于离散元流固耦合的多簇压裂裂缝形态预测方法，其特征在于，所述层理对缝高的影响程度的主控因素包括垂向应力差、杨氏模量、抗张强度、层理密度、断裂韧性、排量。

3.根据权利要求1所述的一种基于离散元流固耦合的多簇压裂裂缝形态预测方法，其特征在于，所述裂缝延伸的主控因素包括天然裂缝密度、水平应力差、杨氏模量、抗张强度、断裂韧性、排量。