[發(fā)明專利]水力壓裂激發(fā)Kraukls波模擬方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110331581.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN113408161B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁拼搏;劉海浩;魏建新;狄?guī)妥?/a>;張峰;曾聯(lián)波;李向陽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發(fā)明提供一種水力壓裂激發(fā)Kraukls波模擬方法及系統(tǒng)，屬于Krauklis波研究領(lǐng)域。所述方法包括：獲取人工裂縫的裂縫模型，并根據(jù)預(yù)設(shè)剖分規(guī)則進(jìn)行裂縫模型離散化處理，獲得網(wǎng)格單元模型；掃描所有網(wǎng)格單元，篩選出與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元，并確定與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元的屬性參數(shù)；根據(jù)與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元的屬性參數(shù)和預(yù)設(shè)位移載荷計(jì)算公式，逐一計(jì)算各與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元對(duì)應(yīng)裂縫開口處的位移載荷；根據(jù)位移載荷計(jì)算結(jié)果對(duì)所有網(wǎng)格單元進(jìn)行位移載荷裝配，并將裝配完成的位移載荷加到常規(guī)有限元的位移項(xiàng)上，獲得最終有限元方程；求解所述有限元方程，獲得并輸出模擬結(jié)果。本發(fā)明方案實(shí)現(xiàn)了水力壓裂激發(fā)Kraukls波的準(zhǔn)確模擬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及Krauklis波研究領(lǐng)域，具體地涉及一種水力壓裂激發(fā)Kraukls?波模擬方法及一種水力壓裂激發(fā)Kraukls波模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水力壓裂是一項(xiàng)有廣泛應(yīng)用前景的油氣井增產(chǎn)措施，水力壓裂法是目前開采天然氣的主要形式，要求用大量摻入化學(xué)物質(zhì)的水灌入頁巖層進(jìn)行液壓碎裂以釋放天然氣。所以水力壓裂是一種廣泛應(yīng)用的儲(chǔ)層改造手段，特別是針對(duì)頁巖、碳酸鹽等致密儲(chǔ)層。通過水利壓裂進(jìn)行儲(chǔ)層改造時(shí)，巖層裂縫開裂時(shí)，會(huì)激發(fā)地震波。而Krauklis波就是在這過程中激發(fā)的一種導(dǎo)波，這種導(dǎo)波沿著裂縫展布方向傳播，其傳播特性與裂縫的發(fā)育程度、幾何形態(tài)密切相關(guān)。為了能夠有效進(jìn)行水力壓裂導(dǎo)致的微地震事件定位，以及刻畫壓裂產(chǎn)生的裂縫，以便于進(jìn)行事故隱患的預(yù)先準(zhǔn)備或進(jìn)行儲(chǔ)存的定位裂，了解開裂過程中激發(fā)產(chǎn)生的Krauklis波具有很大的價(jià)值。但是受開裂裂縫隨機(jī)性強(qiáng)的特質(zhì)，使得Krauklis波的產(chǎn)生和傳播也覺有很強(qiáng)的隨機(jī)性。所以目前還沒有有效且準(zhǔn)確進(jìn)行Krauklis波模擬的方法。針對(duì)目前水力壓裂激發(fā)Krauklis波模擬困難的問題，需要?jiǎng)?chuàng)造一種水力壓裂激發(fā)Kraukls波模擬方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施方式的目的是提供一種水力壓裂激發(fā)Kraukls波模擬方法，以至少解決目前水力壓裂激發(fā)Krauklis波模擬困難的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種水力壓裂激發(fā)Kraukls波模擬方法，應(yīng)用于水力壓裂法下人工裂縫的監(jiān)測(cè)，所述方法包括：S1)獲取人工裂縫的裂縫模型，并根據(jù)預(yù)設(shè)剖分規(guī)則進(jìn)行裂縫模型離散化處理，獲得網(wǎng)格單元模型；S2)掃描所有網(wǎng)格單元，篩選出與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元，并確定與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元的屬性參數(shù)；S3)根據(jù)與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元的屬性參數(shù)和預(yù)設(shè)位移載荷計(jì)算公式，逐一計(jì)算各與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元對(duì)應(yīng)裂縫開口處的位移載荷；S4)根據(jù)位移載荷計(jì)算結(jié)果對(duì)所有網(wǎng)格單元進(jìn)行位移載荷裝配，并將裝配完成的位移載荷加到常規(guī)有限元的位移項(xiàng)上，獲得最終有限元方程；S5)求解所述有限元方程，獲得并輸出模擬結(jié)果。

可選的，步驟S1)中，所述獲取人工裂縫的裂縫模型，并根據(jù)預(yù)設(shè)剖分規(guī)則進(jìn)行裂縫模型離散化處理，獲得網(wǎng)格單元模型，包括：獲取裂縫模型的模型參數(shù)；利用Delaunay等參三角網(wǎng)格單元模型和所述模型參數(shù)進(jìn)行各裂縫形狀擬合，獲得網(wǎng)格單元模型。

可選的，所述模型參數(shù)包括：裂縫的空間位置、裂縫孔徑、裂縫面光滑程度以及裂縫走向。

可選的，所述利用Delaunay等參三角網(wǎng)格單元模型和所述模型參數(shù)進(jìn)行各裂縫形狀擬合，包括：在各裂縫開口位置，對(duì)應(yīng)網(wǎng)格單元有且只有一條邊與裂縫開口重合。

可選的，步驟S2)中，所述與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元的屬性參數(shù)，包括：與裂縫開口相關(guān)的網(wǎng)格單元中與裂縫開口向量重合的邊，以及所述與裂縫開口向量重合的邊上的網(wǎng)格單元節(jié)點(diǎn)的編號(hào)及坐標(biāo)。