水力裂縫擴展的案例
COMSOL實現水力壓裂過程中復雜裂縫擴展
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
水力壓裂裂縫三維擴展ABAQUS數值模擬研究
李小剛，等：基于離散元法的壓裂裂縫特征研究
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 Comsol-深部、干熱巖儲層水力壓裂熱流固-損傷耦合模型 ￥300
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.
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基于粘結裂縫模型的混凝土襯砌壓力隧洞水力劈裂分析
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
基于abaqus擴展有限元模擬水力壓裂 ￥9.9
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。
裂縫——擴展有限元法
有限元模擬裂縫通常采用分離裂紋模型、分布裂縫模型和內嵌裂縫單元模型。分離裂縫模型需預設裂縫擴展路徑或不斷調整網格；分布裂縫模型有應力鎖死問題；內嵌裂縫單元模型單元間不協調。
擴展有限元法（XFEM: eXtend Finite Element method）是一種新的數值方法，裂縫擴展過程模擬中，無需預設開裂路徑和調整網格。
附件是我收集的幾篇有關論文，其中有基于ABAQUS平臺進行的裂縫分析，有興趣的可以研究一下，有什么進展希望能夠共享 。
擴展有限元法1.rar
擴展有限元法2.rar
展開 存在裂縫的巖石爆破裂紋擴展
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通過編程批量添加零厚度Cohesive Element模擬裂縫擴展
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
基于Matlab的流固耦合，水力壓裂-損傷，裂紋擴展程序，全代碼 ￥299
Fluid-driven transition from damage to fracture in anisotropic porous media: a multi-scale XFEM approach 論文內容100%重現
ABAQUS中用CDP模型做XEFM能宏觀顯示出裂縫擴展嗎
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
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04
水力壓裂模擬
水力壓裂通常是在油氣井中泵入壓裂液，破碎儲層巖石形成水力裂縫，從而大幅提高儲層滲透率，提升油氣產量。上世紀50年代起，水力壓裂技術初步完善，開始應用到常規油氣井的開發中。
頁巖氣等非常規油氣資源，由于儲層滲透率過低，如果沒有經過大規模的壓裂改造的話，它無法形成有效的工業產能。目前，水平井分段多簇壓裂技術已成為開發非常規低滲透油氣藏最有效的增產改造手段。下圖為貝克休斯對水平井多裂縫壓裂過程的模擬：
Abaqus主要提供基于孔壓Cohesive單元和XFEM兩種水力壓裂模擬方法：
下圖為埃克森美孚的水力壓裂驗證算例。水力裂縫在離開縫口后，很快發生偏轉，轉向最大主應力方向（水平方向），形成S型的水力裂縫，實驗和Abaqus的模擬結果有很好的一致性：
展開 Abaqus培訓丨達索系統油氣行業名師面對面
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水力壓裂模擬
水力壓裂通常是在油氣井中泵入壓裂液，破碎儲層巖石形成水力裂縫，從而大幅提高儲層滲透率，提升油氣產量。上世紀50年代起，水力壓裂技術初步完善，開始應用到常規油氣井的開發中。
頁巖氣等非常規油氣資源，由于儲層滲透率過低，如果沒有經過大規模的壓裂改造的話，它無法形成有效的工業產能。目前，水平井分段多簇壓裂技術已成為開發非常規低滲透油氣藏最有效的增產改造手段。下圖為貝克休斯對水平井多裂縫壓裂過程的模擬：
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下圖為埃克森美孚的水力壓裂驗證算例。水力裂縫在離開縫口后，很快發生偏轉，轉向最大主應力方向（水平方向），形成S型的水力裂縫，實驗和Abaqus的模擬結果有很好的一致性：
名師授課，深入探討
應廣大用戶要求，為幫助用戶更快了解Abaqus在油氣行業的典型案例和相關應用，深入了解建模方法和步驟，進而建立利用Abaqus軟件解決行業問題的能力，我公司于2022年開啟“達索系統油氣行業名師面對面”系列培訓活動。
首期“名師面對面”培訓定于8月23日-24日在成都舉行。我們誠摯邀請各位油氣行業的相關從業者蒞臨參會。
參會您可獲得：
1. 了解Abaqus在油氣行業的典型案例
2. 深入學習油氣行業的Abaqus應用場景
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4.
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