abaqus分段彈性的案例
基于ABAQUS子程序UAMP編程實現(xiàn)水平井分段多簇壓裂流量動態(tài)分配
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基于ABAQUS子程序UAMP編程實現(xiàn)水平井分段多簇壓裂流量動態(tài)分配
一、工程背景
隨著非常規(guī)油氣資源開發(fā)的興起，水平井分段多簇壓裂的作用愈加重要。為了實現(xiàn)致密儲集層高效開發(fā)，需采用水平井分段壓裂技術產(chǎn)生密集且垂直于井筒的多條橫切縫來擴大儲集層泄流面積。但生產(chǎn)測井數(shù)據(jù)表明，30%甚至更多的射孔簇對產(chǎn)量沒有貢獻。儲層的改造體積將顯著影響低滲透儲層增產(chǎn)效果，水平井壓裂段、簇數(shù)的不斷增加將使得油氣產(chǎn)量得到顯著提升。目前對水平井分段壓裂的裂縫間距及擴展規(guī)律缺乏足夠的認識，尤其缺乏對于流量動態(tài)分配的研究，這對于有效設計壓裂施工以獲得儲層最大化開采具有重要意義。
二、理論基礎
2.1流—固耦合基本方程
水力壓裂是涉及到多個物理場耦合的復雜力學問題，巖石由固體骨架和孔隙所構成，巖石的應力由巖石骨架和孔隙流體共同承擔，通過骨架傳遞的有效應力使巖石產(chǎn)生變形，根據(jù)Terzaghi原理定義有效應力為
根據(jù)虛功原理，壓裂儲層巖石的平衡方程為
巖石中流體流動質(zhì)量守恒方程表示為
2.2裂縫起裂與擴展的損傷力學原理
采用牽引分離準則表達裂縫面的失效行為，這種行為主要包含三個過程：初始損傷、損傷演化、自由面的張開及失效。為避免單元尺寸的敏感性，損傷演化過程中采用的是力與位移的描述方式，表示為線彈性關系，如圖1所示。損傷前的本構關系為
圖1 損傷演化過程
裂縫起裂準則為最大正應力準則，此準則主要針對張拉型裂縫，當最大主應力達到許用值時，裂縫發(fā)生起裂
損傷演化準則需要引入損傷變量來進行描述裂縫表面與裂縫單元邊緣之間交點處的平均總損傷
2.3流量控制
在水平井多段壓裂過程中，壓裂液由井口注入經(jīng)井筒流向各條裂縫。
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