水力壓裂數值模擬
關注創建者：ABAQUS油氣有限元 創建時間：2019-11-28
水力壓裂數值模擬的視頻教程
管流單元與水力壓裂、限流法壓裂數值模擬
講述了管流單元與連接單元的基礎理論知識； 講述了如何將管流單元應用于水力壓裂數值模擬； 講述了將管流單元應用于水力壓裂的三種主要用途：添加水頭；直井單層水力壓裂；水平井分段多簇壓裂時裂縫的競爭起裂與延伸過程的模擬。 附件為課程操作步驟以及對應的inp文件（更新了inp文件并添加了直井段的案例）。 更新了二維模型的建立過程及案例。
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水力壓裂數值模擬的實例教程
水力壓裂是低滲油氣田、煤層氣、頁巖氣開發的核心增產技術，即利用注入地下井的高壓液體壓裂巖體形成連通的滲透裂隙網絡，使油氣能夠通暢流入井中。水力壓裂已經成為頁巖氣開發的革命性增產措施，而且在地熱能開發、煤礦瓦斯抽放等領域也發揮了很大的作用。
為了達到最佳的壓裂效果，需要對水力壓裂進行優化
，使得改造體達到最佳經濟產量的要求。目前的測量技術，如微地震監測，可以對水力壓裂的效果進行監測，但這僅僅是一種后處理過程，無法進行預測和優化，因此水力壓裂數值模擬是優選儲層改造措施和優化產量的基本手段。
德國Dynardo公司開發Hydraulic Fracturing
Simulator是目前唯一可以對三維節理巖體水力壓裂過程進行仿真模擬并計算改造體，從而對水力壓裂措施和儲層產量進行優化與預測的軟件技術。
Hydraulic Fracturing SImulator
唯一基于有限元的全三維水力壓裂模擬技術
Hydraulic Fracturing Simulator水力壓裂解決方案
Hydraulic Fracturing Simulator不僅可以對水力壓裂過程進行模擬，而且針對地質參數與工程參數的不確定性，基于現場測量數據對模型參數進行反演分析，從而保證輸入參數的有效性和輸出結果的準確性，確保模型可以用于產量預測與優化。
Hydraulic Fracturing Simulator解決方案集成了如下核心技術：
1）ANSYS：世界領先的三維有限元分析軟件，可真實模擬三維地質結構及其力學行為。
2）multiPLas：基于ANSYS開發的巖土非線性本構與算法庫，實現了復雜三維節理巖體的斷裂與擴展分析。
展開 水力壓裂裂縫三維擴展ABAQUS數值模擬研究
COMSOL水力壓裂數值仿真 ￥800
<p>水力壓裂是一項有廣泛應用前景的油氣井增產措施，<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B0%B4%E5%8A%9B%E5%8E%8B%E8%A3%82%E6%B3%95/5871590" rel="noopener noreferrer" target="_blank">水力壓裂法</a>是目前開采天然氣的主要形式，要求用大量摻入化學物質的水灌入頁巖層進行液壓碎裂以釋放天然氣。水力壓裂就是利用地面<a href="https://baike.baidu.com/item/%E9%AB%98%E5%8E%8B%E6%B3%B5/523281" rel="noopener noreferrer" target="_blank">高壓泵</a>，通過井筒向油層擠注具有較高粘度的<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%8E%8B%E8%A3%82%E6%B6%B2/7949933" rel="noopener noreferrer" target="_blank">壓裂液</a>。當注入壓裂液的速度超過油層的吸收能力時，則在井底油層上形成很高的壓力，當這種壓力超過井底附近油層巖石的破裂壓力時，油層將被壓開并產生裂縫。這時，繼續不停地向油層擠注壓裂液，裂縫就會繼續向油層內部擴張。
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【單號6595】
預算范圍：2000-3000
使用軟件： ansys fluent
需求描述：氣體通入溶液中反映產生另一種氣體的模擬，需要模擬氣泡的數目大小對反應的影響
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【單號6604】
預算范圍：500-2000
試用軟件：ABAQUS
需求描述：建立個樁-土-隔震結構體系動力相互作用力學模型（一柱一樁），在強震下進行動力響應分析。基于退化二維相互耦合Bouc-Wen模型建立軟土非線性動力本構關系，研究土-樁大變形引起每個樁頂產生轉角（局部轉角）以及引起隔震層產生轉角（整體轉角）對土-樁-隔震結構體系動力響應影響規律。 目前遇到問題是： 1.土體取多大范圍？ 2.土體選擇什么模型？軟土土體參數如何獲取？ 3.樁和土的接觸如何設置？參數如何獲取？ 4.邊界條件如何設置？ 5.隔震支座我已建立，但不知道是否正確?
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【單號6610】
預算范圍：5000
使用軟件：Abaqus
需求描述：非均勻模型，在模擬過程中 更新模型的楊氏模量參數，整個是一個水力壓裂數值模擬。比如初始模擬為圖1，10s之后為圖2，不同顏色代表不同模量。
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【單號6611】
預算范圍：2000
使用軟件：Ansys 19.0
需求描述：Ansys 的workbench 模擬焊接過程中的應力及溫度分布，涉及幾十道焊縫和熱處理過程。
展開 必須基于對地下儲層的精細認識，找到有針對性的開發技術路線：水力壓裂。
二、 Cohesive element原理
ABAQUSd提供一種粘結單元（cohesive element），用以模擬兩個部分之間的粘性連接，一般來說，它要求粘結材料尺寸和強度都小于粘結部分（比如多層復合材料的膠粘層），進而可以利用cohesive element模擬材料的斷裂。從本質上講，利用cohesive element模擬材料的斷裂其實是單元刪除方法的一種。
Cohesive element的中面雖然能夠承受拉伸和剪切的應變，但并不能產生任何應力，因此，cohesive element 只能支持垂直于上下表面的牽引-分離破壞準則（Traction-separation laws）。
圖1 黏聚力模型示意圖
圖2 雙線性型黏聚力模型
ABAQUS中的Cohesive element 方法可應用于水力壓裂技術。其計算流程如下：
1.對預知的裂縫路徑（區域）進行細化分割。
2.在mesh的時候在裂縫區域賦予cohesive element。
3.設置合適的斷裂準則（Traction-separation laws）。
4.在輸出中設置不顯示破壞的單元。
5.加載，后處理。
三、模型設置
首先用python全局隨機設置隨機大小、形狀、性質的礫石；其次，采用插件全局插入內聚力單元；最后設置網格、增量步、時間、提交job。
圖3 裂縫穿過礫石
圖4 裂縫沿礫石表面擴展
圖5 裂縫穿過大礫石擴展
五、結論：
1. 總體上，裂縫沿最大主應力方向擴展；
2. 裂縫擴展方式與礫石的角度有關系；
3. 裂縫擴展擴展與礫石力學性質有關。
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水力壓裂數值模擬的最新內容
模型：常規態近場動力學
語言：Fortran
可實現完整多晶巖石或帶預制裂紋多晶巖石的單軸壓縮試驗的數值模擬，可出應力-應變曲線、損傷等演化過程。
（贈送代碼使用指導）
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<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/9bac158311de4b1d880ef5c9c2f2ef97
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
本計劃由歐洲區域發展基金共同資助
本文由Gwena?l CHEVALLET、Marie-Christine GERMAIN及Sarah LASNE共同撰寫，來自BRL ingenierie。
BRL ingenierie擁有超過60年的大型水利基礎設施經驗，是法國及國際水利工程領域的重要參與者。
<div contenteditable="false" width="100%"><jsk id="C_Play100081fcd66c71f093e56632b68f0102" videoid="100081fcd66c71f093e56632b68f0102" duration="5秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png
凌炫E3700單屏/E3900三屏移動便攜工作站，科學計算、數值模擬、氣象數據處理、地質勘探、石油天然氣、三維圖形設計、有限元分析、圖形渲染、4K/8K視頻制作、數據可視化、3D動畫、測繪影視制作、是6個月前
凌炫E3700單屏/E3900三屏移動便攜工作站，其攜帶方便、靈活、易用的獨有特性，配置最新AMD多核處理器加強吞吐能力；最大限度提升設備計算速度，使野外、戶外，科研人員、團隊能夠更容易地對其進行計算、仿真、圖形圖像處理，使其滿足不同規模的計算應用。
1.
型號： 凌炫E3700單屏
2.
處理器
<p>個人歷時多年，面向結構力學等多物理耦合場的仿真工作流，涵蓋建模、網格、材料、邊界條件、求解器耦合、前處理、后處理、工作流自動化、以及性能與擴展性方面的考慮，發布一個前后處理可視化框架。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable
<figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/81773190b585442ea6245ea740f88879.png" style="display: inline-block
關鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結構優化，計算流體力學，流場特性
利用FLUENT軟件對圓柱繞流過程進行數值模擬。通過數值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動能分布，以研究其流場特性。主要評價指標為速度分布和湍動能分布。以某一確定結構參數和操作參數的圓柱繞流為例進行以下數值模擬流程介紹。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了圓柱繞流過程的流場特性，以云圖方式顯示了其流場的速度分布和壓力分布
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<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/c7bbf6ffbc254e54b5060979f385ab74
