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cohesive單元模擬二維水力壓裂,運行了100多步報錯,為什么角落會出現孔隙壓力負值?

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采用cohesive單元全局插入模擬裂縫擴展。儲層物性參數:彈性模量30GPa,泊松比0.25,流體比重980N/m^3,滲透系數1e-7m/s,孔隙比0.1。cohesive單元參數:彈性類型為面作用力,彈性模量30GPa,損傷準則采用最大正應力準則,抗拉強度為6MPa,抗壓和抗剪切強度為100MPa,損傷演化類型為位移,破壞位移為0.001mm,損傷穩定粘性系數為1e-5,液體泄漏頂部系數和底部系數為1e-14m/Pas,間隙流類型為Newtonian,粘性0.1Pas。指派單元類型中cohesive單元粘性及厚度為0.01。水平井段長40,角度為北偏西20°,水平井段均勻分布8段長度為0.4的直線段作為射孔和注入點位置,在模型關鍵字里定義為initial gap初始損傷單元作為起始裂縫。采用超靜水壓力系統,初始地層孔隙壓力為0。實體單元basement應力場為S11=-10e6,S22=-5e6,S12=S33=0。注入點載荷為-0.01m^2/s,有幅值緩沖。注入時間步長為10s。

模型運行了136步3秒不到出現不收斂:Time increment required is less than the minimum specified。右上角出現了孔隙壓力負值,查看了邊界條件,設置了四邊位移自由度為0,孔隙壓力也為0。將應力場改為S11=-10e6,S22=0,S12=S33=0,重新運行,模型運行到200多步四秒不到依然報錯。將注入載荷縮小成-0.001,這次可以運行成功,但裂縫寬度也縮小很多。

模型POR、SDGE、MMIXDME、MMIXDMI局部云圖

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