水力裂縫擴展
關注創建者：隱~ 創建時間：2019-07-10
水力裂縫擴展的視頻教程
應用XFEM模擬三點彎曲梁裂縫擴展
本課程主要講解應用XFEM模擬三點彎曲梁裂縫擴展過程，其中包括建模、參數設置、邊界條件設置、網格劃分、后處理等相關內容，并加上經驗之談，最后與試驗結果進行了對比，結果吻合較好，希望讀者觀看之后能有所收獲！！
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水力裂縫擴展的實例教程
下面幾幅圖是實驗室、現場水力壓裂裂縫擴展的效果展示圖。
Qinghua Lei的文獻題目：
Modelling fluid injection-induced fracture activation, damage growth, seismicity occurrence and connectivity change in naturally fractured rocks
水力壓裂裂縫三維擴展ABAQUS數值模擬研究
由于頁巖層理發育，因此，將其視為橫觀各向同性材料，并結合焦石壩地區頁巖地質特征，賦予模型基本參數，巖石密度、楊氏模量、泊松比和剪切模量分別設置為2 600 kg/m3、35/30 GPa、0.20/0.18和13 GPa；最大水平主應力、最小水平主應力、垂向應力和孔隙壓力分別設置為56、50、58、40 MPa；天然裂縫內聚力、內摩擦角、抗拉強度和傾角分別設置為2 MPa、27°、1 MPa和 70°；層理內聚力、內摩擦角和抗拉強度分別設置為3 MPa、36°和3 MPa。
3 頁巖壓裂裂縫擴展影響因素研究
基于頁巖壓裂裂縫擴展數值模型，開展了16組數值模擬實驗，分析了施工排量、壓裂液黏度、層理抗拉強度和天然裂縫內聚力對壓裂裂縫形態和裂縫面積的影響。
3.1 施工排量的影響
為探究施工排量對壓裂裂縫擴展的影響，在其他模型參數不變條件下，模擬得到不同施工排量下壓裂裂縫擴展結果（圖6），并對水力裂縫與弱面相交作用結果進行統計，得到水力裂縫、層理和天然裂縫各自擴展面積和比例（圖7）。
低排量泵注時，水力裂縫被層理捕獲，導致縫高受抑制，裂縫發生轉向，降低了儲層縱向改造效果（圖 6a、圖 6b）。在造縫液規模相同時，施工排量增大，水力裂縫在縫高突破同時激活部分穿過的層理，裂縫形態從簡單“工”字形逐漸轉變為復雜“豐”字形，說明增大施工排量可以提高裂縫復雜度（圖6d）。從裂縫面積及其比例曲線圖可知（圖7），施工排量增大，水力裂縫面積和比例增大，層理面積和比例減小，天然裂縫保持穩定。上述現象說明施工排量對壓裂裂縫延伸形態有重要影響，增大施工排量有助于促進水力裂縫擴展，阻止造縫液進一步激活層理，且不影響天然裂縫開啟。
展開 模型簡介：
考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：
1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；
2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；
3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；
4、其他熱流固耦合問題。
部分研究結果圖：
初始楊氏模量分布
損傷分布
壓力分布
溫度分布
參考文獻：
[1] Wei Zhang, Tian-kui Guo, Zhan-qing Qu, et al. Research of fracture initiation and propagation in HDR fracturing under thermal stress from meso-damage perspective. Energy, 2019, 178, 508-521
[2] Lin Wu, Zhengmeng Hou, Yachen Xie, et al. Fracture initiation and propagation of supercritical carbon dioxide fracturing in calcite-rich shale: A coupled thermal-hydraulic-mechanical-chemical simulation.
展開 基于粘結裂縫模型的混凝土襯砌壓力隧洞水力劈裂分析_張新海
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模型簡介：
考慮熱流固-損傷耦合效應，本案例建立了水力裂縫擴展模型，假設材料楊氏模量和抗拉強度滿足weibull分布，邊界施加應力條件，可運用于如下場景：
1、干熱巖儲層壓裂，流體介質可選擇水和二氧化碳，實現壓裂過程裂縫動態擴展模擬；
2、干熱巖儲層采熱開發，分析熱流固-損傷耦合效應對采熱的影響；
3、深部頁巖儲層壓裂，實現水和二氧化碳壓裂裂縫擴展模擬；
4、其他熱流固耦合問題。
下面幾幅圖是實驗室、現場水力壓裂裂縫擴展的效果展示圖。
Fluid-driven transition from damage to fracture in anisotropic porous media: a multi-scale XFEM approach 論文內容100%重現
因此，對于層理發育頁巖儲層，為了促使水力裂縫充分擴展，建議使用大排量泵注工藝。
2）壓裂液黏度越大，層理和天然裂縫開啟程度越低，水力裂縫穿層能力越強。低黏壓裂液進入層理和天然裂縫，會影響水力裂縫擴展，降低縫控儲量。因此，為了提高儲層改造效果，建議前置液階段使用高黏壓裂液突破層理和天然裂縫束縛。
油氣開發過程中，地層的應力狀態和井壁穩定性、井軌跡優化、水力壓裂裂縫的擴展、套管損毀等密切相關。
油氣開發過程中，地層的應力狀態和井壁穩定性、井軌跡優化、水力壓裂裂縫的擴展、套管損毀等密切相關。
請問各路大神，ABAQUS中用CDP模型做XEFM能宏觀顯示出裂縫擴展的動態過程嗎
該案例模擬含有原生裂縫的水力壓裂的裂紋擴展。該案例付費內容含有2017版abaqus的cae和odb文件供大家學習參考。
在2D或者3D有限單元間批量插入0厚度“cohesive Element”單元，模擬裂縫的擴展：
實例提供：
http://forum.simwe.com/thread-1253768-1-1.html
http://forum.simwe.com/thread-1258069-1-1.html
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