CN118228523A - 一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法 - Google Patents
一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118228523A CN118228523A CN202211634052.5A CN202211634052A CN118228523A CN 118228523 A CN118228523 A CN 118228523A CN 202211634052 A CN202211634052 A CN 202211634052A CN 118228523 A CN118228523 A CN 118228523A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- abaqus
- reservoir
- heterogeneous reservoir
- numerical simulation
- defining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000011161 development Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 22
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 16
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 14
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 11
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 9
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000009958 sewing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 57
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 52
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- 238000009417 prefabrication Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000013506 data mapping Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000005779 cell damage Effects 0.000 description 1
- 208000037887 cell injury Diseases 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005325 percolation Methods 0.000 description 1
- 238000004826 seaming Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
本申请公开了一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,包括以下步骤:依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型。在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝。改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,实现非均质储层复杂缝网数值模拟。本申请的方法实现了对非均质储层和多裂缝的并容性模拟,还实现了对裂缝相交的刻画,更加真实的刻画储层中裂缝在压裂后的发育走向和延展规律,还通过一键式设参简化了定义参数的流程,一定程度上规避掉重复映射数据带来的冗余误差,提高模拟结果的精确性和准确性。
Description
技术领域
本申请涉及油气田开发、低渗透油气藏开发技术、储层改造技术、Abaqus数值模拟领域,尤其涉及一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法。
背景技术
Abaqus有限元分析技术是一种利用数学近似的方法进行模拟的技术,广泛应用于机械制造、材料加工、航空航天、石化、能源和科学研究各个领域。
在石工领域内,利用Abaqus模拟、分析、计算裂缝参数是一种常见的数值模拟手段,现有的研究多模拟均质地层单簇裂缝的发育,缺乏对非均质地层条件下多簇裂缝压裂后形成复杂缝网的模拟研究。
发明内容
本申请提供一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,能够实现对非均质储层和多裂缝的并容性模拟。
本申请的实施例提供了一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,包括以下步骤:
依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型。
在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝。
改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,实现非均质储层复杂缝网数值模拟。
在其中一些实施例中,依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型,包括:
根据储层信息建立几何模型。
选取储层物性参数、岩石力学参数。
定义模型材料属性。
运用Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发。
选择几何模型的区域单元,运行脚本文件,确认是否显示嵌入成功,若否,则重新选择区域单元,运行脚本文件,若是,则完成建立非均质储层模型。
在其中一些实施例中,在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝,包括:
收集裂缝信息,确立模型框架。
进入交互式GUI界面。
选择布缝所需映射的几何模型。
定义映射区域。
确认是否定义相交裂缝,若否,则定义裂缝分布条件,若是,则优先定义裂缝类型,然后定义裂缝分布条件。
定义裂缝参数,完成对几何模型的映射布缝。
在其中一些实施例中,改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,包括:
定义分析步。
定义破裂条件、载荷。
选择并隐藏不参与后续计算的单元。
在Abaqus软件中求解,获取odb文件。
观察复杂缝网成图效果,分析相关变量,提取对应曲线图,完成非均质储层复杂缝网模拟。
在其中一些实施例中,储层物性参数包括渗透率、孔隙度。
岩石力学物性参数包括杨氏模量、泊松比。
在其中一些实施例中,定义模型材料属性,包括:
定义弹性参数、渗透参数、孔隙流体比重、断裂准则。
在其中一些实施例中,运用Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,包括:
通过Python语言编程内部数据库中的函数,调取单元列表,将定义的材料属性定义到对应的截面,将截面指派给对应的单元列表。
在其中一些实施例中,非均质储层复杂缝网数值模拟方法用于研究缝内或缝间暂堵压裂裂缝扩展机理时,定义分析步,包括:
对地应力平衡、起裂点、时间增量步进行设置,对注入点附近单元进行初始损伤定义,选中预制暂堵体的单元集合,调整单元的属性参数,配合增量步的时间激活。
在其中一些实施例中,对注入点附近单元进行初始损伤定义,包括:
定义孔隙压力输出、场输出、力程输出。
在其中一些实施例中,定义破裂条件、载荷,包括:
依次定义注入点、注入压力、注入曲线幅值、边界条件。
在其中一些实施例中,选择并隐藏不参与后续计算的单元前,对所有模型进行集合装备。
根据本申请实施例提供的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法。一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,包括以下步骤:依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型。在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝。改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,实现非均质储层复杂缝网数值模拟。本申请的方法实现了对非均质储层和多裂缝的并容性模拟,还实现了对裂缝相交的刻画,更加真实的刻画储层中裂缝在压裂后的发育走向和延展规律,还通过一键式设参简化了定义参数的流程,一定程度上规避掉重复映射数据带来的冗余误差,提高模拟结果的精确性和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例中基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法的流程图;
图2是本申请实施例中基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法的操作步骤流程图;
图3是本申请实施例1中获得的复杂缝网生成图;
图4是本申请实施例2中获得的多簇裂缝缝宽参数云图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
现有的研究多模拟均质地层多裂缝或者非均质地层单裂缝的发育扩展规律,缺乏对非均质地层条件下多簇裂缝压裂后形成复杂缝网的模拟研究。
当前Abaqus中能模拟裂缝的方法主要有三类,分别是以单元损伤或失效形成的裂缝面描述裂缝发育,以单元或单元的界面开裂形成的裂缝面来表征裂缝扩展,以单元采用扩展函数描述裂缝面(XFEM)研究裂缝延展规律。
以单元损伤或失效形成的裂缝面描述裂缝发育,在Abaqus中提供了很多损伤材料模型,常见的主要有Ductile Damage(描述金属材料损伤)、CDP模型(描述类混凝土材料)、Hashin Damage(描述纤维增强复合材料)等等。这些材料模型可以通过损伤带或单元失效后的缺口来描述裂缝的大概情况,但这一方法并未考虑裂缝面和裂缝尖端应有的断裂力学的特征,因此只能笼统的反映裂缝的宏观发育。
Abaqus中采用界面开裂的形式描述裂缝的技术有很多,常见的有Cohesive单元方法、Cohesive接触方法、Debond方法等。这些方法可以模拟裂缝的动态扩展过程,但这类方法定义下的裂缝不能够自由扩展,通常用于求解指定工况下裂缝强度印子或者J积分等断裂参数。
受限于Abaqus当前不是ALE自适应网格,因此采用Cohesive单元等手段模拟裂缝发育过程时,需要将裂缝的路径预制到实体单元之间,这样就不能够进行裂缝沿任意路径的预测。因此该类方法适合于模拟裂缝扩展已知路径的情况(如:复合板开裂、焊点破坏、水力压裂等过程)。
要想实现裂缝沿任意路径的扩展,就需要借助Abaqus软件中的Python接口,通过二次开发的手段,结合网格划分技术(伴随计算过程中的几何模型,重新划分网络)来实现,这种方法虽然实现了裂缝沿任意路径的扩展,但是处理过程复杂,计算量大,数据映射过程容易产生误差并累积。
扩展有限元(XFEM)是近几年新兴起的一类描述裂缝扩展规律的分析手段,它的主要优势在于可以不进行网格重划分的前提下,可以实现裂缝的自由路径扩展模拟。该方法是通过修改传统的位移函数,添加更多自由度和扩展函数用于描述裂缝信息。但该方法描述下的裂缝尖端只能停留在单元的边界上,这样虽然有利于采用固定的扩展函数,但也导致单个单元只能被一条裂缝贯穿,因此不能模拟裂缝相交的情况。
为解决无法模拟非均质储层下多簇裂缝发育形成复杂缝网的问题,无法实现模拟裂缝相交的问题,以及软件运行计算时数据映射过程所造成的误差和累积问题,参阅图1-2,本申请的实施例提供了一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,包括以下步骤:
步骤S1依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型。
上述步骤S1包括以下子步骤:
步骤(1)收集储层信息,在Abaqus下根据储层信息建立几何模型,确立模型尺寸,模型组成part等结构框架。
上述步骤(1)中,几何模型主要按比例描述储层的大小,如长度、宽度等,高度依据创建二维还是三维模型而定。考虑最终模拟效果和计算量,并重点考虑目的层所对应的是否为深部岩层,确立模拟地层的几何模型为二维模型还是三维模型。
步骤(2)选取储层物性参数、岩石力学参数。
上述步骤(2)中,储层物性参数主要包括渗透率、孔隙度等描述储层物性的重要参数。岩石力学物性参数主要包括杨氏模量、泊松比等。上述操作便于后期定义储层边界条件、载荷等变量数值时能够真实反映储层的真实情况。
步骤(3)定义模型材料属性,即根据储层的物性参数定义几何模型的材料属性。
上述步骤(3)主要包括定义弹性参数、渗透参数、孔隙流体比重、断裂准则等等。
步骤(4)定义各截面属性,完成基础模型建立后,利用Abaqus软件的Python接口进行前处理工作,导入编写的程序,即运用Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发。
上述步骤(4)包括:通过Python语言编程内部数据库中的函数,如len、range、random函数等,调取单元列表,将前期定义的材料属性定义到对应的几何截面,将几何截面指派给对应的单元列表,完成嵚入,即完成模型非均质化的过程。
步骤(5)Abaqus后台嵌入程序的过程中,选择几何模型的区域单元,运行脚本文件,即运行导入的程序,确认是否显示嵌入成功,即观察软件是否报错,若否,即有报错,则重新选择区域单元,运行脚本文件,若是,即无报错,则完成建立非均质储层模型。
总的来说,上述步骤S1是在建模初始阶段,以编程手段对Abaqus软件进行前处理,应用单元列表,实现对几何模型材料属性的非均质分布镶嵌,从而实现对储层非均质性的模拟。
步骤S2在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝。
上述步骤包括以下子步骤:
步骤(6)收集储层中分布的裂缝信息,确立几何模型框架,即确立需要构建的符合储层的布缝几何模型框架。
步骤(7)进入交互式GUI界面。
步骤(8)选择布缝所需映射的几何模型,即选取在所构建的几何模型对应的哪部分part进行布缝。
上述步骤(7)、(8)是基于Python语言开发的多个满足不同功能的核心脚本程序,以及基于Python语言开发的适用于Abaqus的GUI界面,并将核心脚本和GUI界面进行封装的交互式快速设参系统,进行功能建立。
步骤(9)定义映射区域,即定义需要映射的区域集合。
步骤(10)根据实际情况,确认是否定义相交裂缝,若否,则定义裂缝分布条件,若是,则优先定义裂缝类型,然后定义裂缝分布条件。
步骤(11)定义裂缝参数,完成对几何模型的映射布缝,即完成对储层裂缝信息的描述。
总的来说,上述步骤S2是在建模后期,同样以编程手段对Abaqus软件进行二次开发,在刻画天然裂缝时,要求同时满足布缝位置符合均匀分布、布缝长度符和幂律分布、布缝倾角符合正态分布且平均值、标准差均可变,从而实现在几何模型任意位置满足以任意长度、任意倾角布置天然裂缝。
步骤S3使用拉伸-张开法则,改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,实现非均质储层复杂缝网数值模拟。
上述步骤包括以下子步骤:
步骤(12)定义分析步,即进行分析步设参。
非均质储层复杂缝网数值模拟方法用于研究缝内或缝间暂堵压裂裂缝扩展机理时,上述步骤(12)包括:对地应力平衡、起裂点、时间增量步等条件进行设置,对注入点附近单元进行初始损伤定义,其中包括定义孔隙压力输出、场输出、力程输出等等,选中预制暂堵体的单元集合,调整单元的属性参数,配合增量步的时间激活,完成暂堵体预制。
步骤(13)定义破裂条件、载荷等相关参数。
上述步骤(13)包括:依次定义注入点、注入压力、注入曲线幅值、边界条件等。上述步骤(13)中,根据实际情况,需要考虑到流体单元流动的位移自由度,若考虑的话,需要对渗流点进行相关约束。
步骤(14)选择并隐藏不参与后续计算的单元,以避免数据由于重复或者不断映射计算造成的误差累积而引起的模型崩溃。
上述步骤(14)中,选择并隐藏不参与后续计算的单元前,对所有模型进行集合装备,以确认模型的整体性和完整性。
步骤(15)在Abaqus软件中进行提交计算求解,获取odb文件。
步骤(16)观察复杂缝网成图效果,对Abaqus模拟效果进行后处理,生成不同参数的变化曲线,分析相关变量,提取对应曲线图,完成非均质储层复杂缝网模拟。
上述步骤S3是在完成非均质模型以及天然裂缝映射后,正式进入模拟复杂缝网发育和延展的过程,有力揭示非均质储层条件下,复杂缝网的形成规律。
综上可知,本申请以Python语言为接口,兼顾体现储层非均质性的同时,模拟多裂缝压裂后的发育扩展规律。本申请采用单元损失描述裂缝失效面与扩展有限元相结合的方法,解决传统模拟方法无法同时兼顾实现裂缝动态过程刻画以及裂缝沿任意路径扩展的劣势。本申请方法通过自定义GUI交互式设计,实现对裂缝相关参数的一键式定义,避免了传统模拟方法在二次开发时的不断修改,反复进行重复性运算造成的误差和数据累积计算过多的问题。
本申请的基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,结合了现有模拟技术方法的优势,并规避掉了部分缺陷,客观反映了复杂缝网发育延展的过程,揭示了压裂后裂缝的扩展规律,并通过后处理手段刻画了相关参数(裂缝长度、应力变化曲线图等)的变化,在工程应用上可以有效指导后续压裂施工工艺参数的优化,并可为水力压裂中多相耦合影响下的裂缝发育规律提供有力的理论技术支撑。
下面结合具体实施例进行详细说明:
本申请方法应用于研究缝内暂堵压裂裂缝扩展机理的实施例:
缝内暂堵是指,水力裂缝在流体驱动下向前延伸扩展充分后,泵入小粒径的暂堵剂,暂堵剂在缝内或者缝端的某一位置架桥封堵,形成致密暂堵体,阻止水力裂缝缝内流体压力进一步传递至缝端区域。随着缝内净压力的逐步升高,迫使流体发生转向,流入天然裂缝并到达端部,天然裂缝被激活。后续流体的持续注入,使得缝内的净压力继续逐步升高,沿天然裂缝面薄弱点起裂延伸,诱导次生裂缝生成,获得缝网改造。
以某区块某井为实施例研究对象
1)收集该区块储层信息,在Abaqus下建立几何模型,确立模型尺寸,模型组成part等结构框架,考虑最终模拟效果和计算量,确立模拟地层的几何模型为二维模型,需要注意的是,重点考虑目的层所对应的是否为深部岩层。
2)选取储层的物性参数、岩石力学参数,定义材料属性,主要包括定义弹性参数、渗透参数、孔隙流体比重、断裂准则等等。
3)定义不同的截面属性,完成基础模型建立。
4)利用Abaqus软件的Python接口进行前处理工作,导入编写的程序,主要手段是通过Python内部数据库中的len函数、range函数、random函数等等,调取单元列表,将前期定义的一系列不同材料属性定义到不同几何截面,再将截面指派给不同的单元列表,完成模型非均质化的过程。
5)运行导入程序,观察软件有无报错,若无报错,则视为非均质模型建立成功。
6)进行分析步设参,其中,对地应力平衡、起裂点、时间增量步等条件进行设置,对注入点附近单元进行初始损伤定义,包括定义孔隙压力输出、场输出、力程输出等等,选中预制暂堵体的单元集合,调整单元的属性参数,配合增量步的时间激活,完成暂堵体预制。
7)定义荷载和边界条件,其中,依次定义注入点、注入压力、注入曲线幅值、边界条件等,需要注意的是,根据实际情况,需要考虑到流体单元流动的位移自由度,若考虑的话,需要对渗流点进行相关约束。
8)收集裂缝信息,确立需要构建的符合储层的布缝模型。
9)进入交互书GUI界面,选取映射模型,即选取在所构建的几何模型对应的哪部分part进行布缝。
10)根据实际情况,考虑是否定义相交裂缝,如若需要定义相交裂缝,则对裂缝的类型进行优先定义。
11)依次定义裂缝类型、裂缝分布条件、裂缝参数。
12)完成对储层裂缝信息的描述。
13)对所有模型进行集合装备,主要为了确认模型的整体性和完整性,选择并隐藏不参与后续计算的单元,以避免数据由于重复或者不断映射计算造成的误差累积而引起的模型崩溃。
14)进行提交计算,对模拟结果进行后处理分析,提取相关参数,获得图3,完成缝内暂堵裂缝扩展规律分析。
实施例2
本申请方法应用于研究缝间暂堵压裂裂缝扩展机理的实施例:
缝间暂堵是指,多簇水力裂缝发育初期,受地层非均质性影响,往往从最薄弱处的裂缝开始起裂,并在起裂压力较低区域,迅速扩展发育,造成了裂缝发育不均,压裂面积受限,无法充分激活目的层。通过泵入暂堵材料,控制先压裂缝的张性破裂,封堵先压裂缝,持续进液提升目的层区域内的井筒压力,当目的层的井筒压力达到后续裂缝的起裂压力时,后续裂缝开始起裂并扩展,如此反复,使得目的层附近井筒地带开启足够数量的水力裂缝,从而获得较大的改造体积,充分激活目的层。
以某区块某井为实施例研究对象
1)收集该区块储层信息,在Abaqus下建立几何模型,确立模型尺寸,模型组成part等结构框架,考虑最终模拟效果和计算量,确立模拟地层的几何模型为二维模型,需要注意的是,重点考虑目的层所对应的是否为深部岩层。由于模拟的为多簇裂缝,在建立几何模型时,要多建立裂缝part,方便后期模拟。
2)选取储层的物性参数、岩石力学参数,定义材料属性,主要包括定义弹性参数、渗透参数、孔隙流体比重、断裂准则等等。
3)定义不同的截面属性,完成基础模型建立。
4)利用Abaqus软件的Python接口进行前处理工作,导入编写的程序,主要手段是通过Python内部数据库中的len函数、range函数、random函数等等,调取单元列表,将前期定义的一系列不同材料属性定义到不同几何截面,再将截面指派给不同的单元列表,完成模型非均质化的过程。
5)运行导入程序,观察软件有无报错,若无报错,则视为非均质模型建立成功。
6)进行分析步设参,其中,对地应力平衡、起裂点、时间增量步等条件进行设置,对注入点附近单元进行初始损伤定义,包括孔隙压力输出、场输出、力程输出等等,选中预制暂堵体的单元集合,调整单元的属性参数,配合增量步的时间激活,完成暂堵体预制。
7)定义荷载和边界条件,其中,依次定义注入点、注入压力、注入曲线幅值、边界条件等,需要注意的是,根据实际情况,需要考虑到流体单元流动的位移自由度,若考虑的话,需要对渗流点进行相关约束。
8)收集裂缝信息,确立需要构建的符合储层的布缝模型,需要考虑到本模型为模拟多簇裂缝的缝间暂堵裂缝扩展规律分析。
9)进入交互书GUI界面,选取映射模型,即选取在所构建的几何模型对应的哪部分part进行布缝。
10)根据实际情况,考虑是否定义相交裂缝,如若需要定义相交裂缝,则对裂缝的类型进行优先定义。
11)依次定义裂缝类型、裂缝分布条件、裂缝参数。
12)完成对储层裂缝信息的描述。
13)对所有模型进行集合装备,主要为了确认模型的整体性和完整性,选择并隐藏不参与后续计算的单元,以避免数据由于重复或者不断映射计算造成的误差累积而引起的模型崩溃。
14)进行提交计算,对模拟结果进行后处理分析,提取相关参数,获得图4,完成缝间暂堵裂缝扩展规律分析。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本申请的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:
依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型;
在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝;
改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,实现非均质储层复杂缝网数值模拟。
2.如权利要求1所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
依据储层特性,通过Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,建立非均质储层模型,包括:
根据储层信息建立几何模型;
选取储层物性参数、岩石力学参数;
定义模型材料属性;
运用Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发;
选择几何模型的区域单元,运行脚本文件,确认是否显示嵌入成功,若否,则重新选择区域单元,运行脚本文件,若是,则完成建立非均质储层模型。
3.如权利要求1所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
在建立好的非均质储层模型上,通过Python语言编程再次对Abaqus软件进行二次开发,实现天然裂缝的布缝,包括:
收集裂缝信息,确立模型框架;
进入交互式GUI界面;
选择布缝所需映射的几何模型;
定义映射区域;
确认是否定义相交裂缝,若否,则定义裂缝分布条件,若是,则优先定义裂缝类型,然后定义裂缝分布条件;
定义裂缝参数,完成对几何模型的映射布缝。
4.如权利要求1所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
改写Abaqus软件中子程序语言,映射单元损伤和失效模拟复杂缝网发育过程,包括:
定义分析步;
定义破裂条件、载荷;
选择并隐藏不参与后续计算的单元;
在Abaqus软件中求解,获取odb文件;
观察复杂缝网成图效果,分析相关变量,提取对应曲线图,完成非均质储层复杂缝网模拟。
5.如权利要求2所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
所述储层物性参数包括渗透率、孔隙度;
所述岩石力学物性参数包括杨氏模量、泊松比。
6.如权利要求2所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
定义模型材料属性,包括:
定义弹性参数、渗透参数、孔隙流体比重、断裂准则。
7.如权利要求2所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
运用Python语言编程对Abaqus软件进行前处理二次开发,包括:
通过Python语言编程内部数据库中的函数,调取单元列表,将定义的材料属性定义到对应的截面,将截面指派给对应的单元列表。
8.如权利要求4所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
非均质储层复杂缝网数值模拟方法用于研究缝内或缝间暂堵压裂裂缝扩展机理时,定义分析步,包括:
对地应力平衡、起裂点、时间增量步进行设置,对注入点附近单元进行初始损伤定义,选中预制暂堵体的单元集合,调整单元的属性参数,配合增量步的时间激活;
对注入点附近单元进行初始损伤定义,包括:
定义孔隙压力输出、场输出、力程输出。
9.如权利要求4所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
定义破裂条件、载荷,包括:
依次定义注入点、注入压力、注入曲线幅值、边界条件。
10.如权利要求1所述的一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法,其特征在于,
选择并隐藏不参与后续计算的单元前,对所有模型进行集合装备。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211634052.5A CN118228523A (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211634052.5A CN118228523A (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118228523A true CN118228523A (zh) | 2024-06-21 |
Family
ID=91503386
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211634052.5A Pending CN118228523A (zh) | 2022-12-19 | 2022-12-19 | 一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118228523A (zh) |
-
2022
- 2022-12-19 CN CN202211634052.5A patent/CN118228523A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110706352B (zh) | 基于多边形随机骨料的混凝土三相细观模型构建及内氯离子侵蚀数值模拟方法 | |
CN109063257B (zh) | 一种煤岩体分区注水渗流-损伤-应力耦合数值模拟方法 | |
Liu et al. | Study on the effect of cemented natural fractures on hydraulic fracture propagation in volcanic reservoirs | |
Chong et al. | Numerical investigation of hydraulic fracturing in transversely isotropic shale reservoirs based on the discrete element method | |
Liu et al. | Investigation on crack initiation and propagation in hydraulic fracturing of bedded shale by hybrid phase-field modeling | |
CN114462124B (zh) | 一种混凝土三维多相细观模型的建立与数值模拟方法 | |
Fleischman et al. | Integrated analytical and experimental research to develop a new seismic design methodology for precast concrete diaphragms | |
CN105589999B (zh) | 应用于地下工程围岩注浆方案的确定方法 | |
CN107609315B (zh) | 预制装配式混凝土剪力墙整体结构有限元建模方法 | |
CN105548005A (zh) | 基于sif值评估cfrp加固钢结构疲劳裂纹扩展特性的方法 | |
CN114372428B (zh) | 砂砾岩储层水平井段内多簇压裂裂缝延伸跨尺度模拟方法 | |
CN115329636A (zh) | 一种公路边坡稳定性的数值模拟方法 | |
CN115288650A (zh) | 孔隙弹性介质中并行计算与模拟水力压裂的方法 | |
Ren et al. | Propagation simulation and structural characterization of multiple hydraulic fractures in naturally fractured unconventional hydrocarbon reservoirs | |
CN113536414B (zh) | 基于三维建模的岩质边坡稳定性分析方法、系统及介质 | |
CN118228523A (zh) | 一种基于Abaqus的非均质储层复杂缝网数值模拟方法 | |
CN105005667B (zh) | 劈裂注浆复合土体等效弹性模量及泊松比计算方法 | |
Zhou et al. | Development and application of a Revit-ANSYS model transformation interface | |
Odeyemi et al. | Evaluation of selected software packages for structural engineering works | |
Chen et al. | Numerical modeling of fracture process using a new fracture constitutive model with applications to 2D and 3D engineering cases | |
CN117371161A (zh) | 一种模拟压裂缝在砾岩中扩展的数值模拟方法和系统 | |
Cardani et al. | Challenges from building information modeling to finite element analysis of existing buildings | |
Gambirasio et al. | Numerical simulations of flat-jack test setups for the local shear characterisation of masonry panels | |
Yuan et al. | Improved random aggregate model for numerical simulations of concrete engineering simulations of concrete engineering | |
CN115705454A (zh) | 一种基于相场法的裂缝扩展模拟压裂设计优化方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |