[发明专利]水力压裂激发Kraukls波模拟方法及系统

说明书

本发明提供一种水力压裂激发Kraukls波模拟方法及系统，属于Krauklis波研究领域。所述方法包括：获取人工裂缝的裂缝模型，并根据预设剖分规则进行裂缝模型离散化处理，获得网格单元模型；扫描所有网格单元，筛选出与裂缝开口相关的网格单元，并确定与裂缝开口相关的网格单元的属性参数；根据与裂缝开口相关的网格单元的属性参数和预设位移载荷计算公式，逐一计算各与裂缝开口相关的网格单元对应裂缝开口处的位移载荷；根据位移载荷计算结果对所有网格单元进行位移载荷装配，并将装配完成的位移载荷加到常规有限元的位移项上，获得最终有限元方程；求解所述有限元方程，获得并输出模拟结果。本发明方案实现了水力压裂激发Kraukls波的准确模拟。

技术领域

本发明涉及Krauklis波研究领域，具体地涉及一种水力压裂激发Kraukls 波模拟方法及一种水力压裂激发Kraukls波模拟系统。

背景技术

水力压裂是一项有广泛应用前景的油气井增产措施，水力压裂法是目前开采天然气的主要形式，要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气。所以水力压裂是一种广泛应用的储层改造手段，特别是针对页岩、碳酸盐等致密储层。通过水利压裂进行储层改造时，岩层裂缝开裂时，会激发地震波。而Krauklis波就是在这过程中激发的一种导波，这种导波沿着裂缝展布方向传播，其传播特性与裂缝的发育程度、几何形态密切相关。为了能够有效进行水力压裂导致的微地震事件定位，以及刻画压裂产生的裂缝，以便于进行事故隐患的预先准备或进行储存的定位裂，了解开裂过程中激发产生的Krauklis波具有很大的价值。但是受开裂裂缝随机性强的特质，使得Krauklis波的产生和传播也觉有很强的随机性。所以目前还没有有效且准确进行Krauklis波模拟的方法。针对目前水力压裂激发Krauklis波模拟困难的问题，需要创造一种水力压裂激发Kraukls波模拟方法。

发明内容

本发明实施方式的目的是提供一种水力压裂激发Kraukls波模拟方法，以至少解决目前水力压裂激发Krauklis波模拟困难的问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种水力压裂激发Kraukls波模拟方法，应用于水力压裂法下人工裂缝的监测，所述方法包括：S1)获取人工裂缝的裂缝模型，并根据预设剖分规则进行裂缝模型离散化处理，获得网格单元模型；S2)扫描所有网格单元，筛选出与裂缝开口相关的网格单元，并确定与裂缝开口相关的网格单元的属性参数；S3)根据与裂缝开口相关的网格单元的属性参数和预设位移载荷计算公式，逐一计算各与裂缝开口相关的网格单元对应裂缝开口处的位移载荷；S4)根据位移载荷计算结果对所有网格单元进行位移载荷装配，并将装配完成的位移载荷加到常规有限元的位移项上，获得最终有限元方程；S5)求解所述有限元方程，获得并输出模拟结果。

可选的，步骤S1)中，所述获取人工裂缝的裂缝模型，并根据预设剖分规则进行裂缝模型离散化处理，获得网格单元模型，包括：获取裂缝模型的模型参数；利用Delaunay等参三角网格单元模型和所述模型参数进行各裂缝形状拟合，获得网格单元模型。

可选的，所述模型参数包括：裂缝的空间位置、裂缝孔径、裂缝面光滑程度以及裂缝走向。

可选的，所述利用Delaunay等参三角网格单元模型和所述模型参数进行各裂缝形状拟合，包括：在各裂缝开口位置，对应网格单元有且只有一条边与裂缝开口重合。

可选的，步骤S2)中，所述与裂缝开口相关的网格单元的属性参数，包括：与裂缝开口相关的网格单元中与裂缝开口向量重合的边，以及所述与裂缝开口向量重合的边上的网格单元节点的编号及坐标。