[发明专利]基于非达西定律的岩石渐进破坏过程渗流特征模拟方法

权利要求书

1.一种基于非达西定律的岩石渐进破坏过程渗流特征模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立相同尺寸大小的岩石颗粒模型和连续介质模型，提取连续介质模型的网格导入到颗粒模型中对其颗粒进行分组；过程为：对连续介质模型进行网格划分，随后提取每个网格的顶点坐标并以Geometry的格式导出，每个Geometry占据一个Geometry集合，集合的名称与连续介质模型中网格的序号相同，随后将Geometry导入至颗粒模型中，并对颗粒模型中的颗粒进行分组，分组名称与Geometry集合的名称相同；

(2)引入等效渗透率对连续介质模型的渗流模块进行二次开发，使之能够反映非达西渗流特征；过程为：将Forchheimer公式转化为Darcy公式的形式：

其中，k_e为等效渗透率；

使用上式对渗流模块进行二次开发，使连续介质模型对每个单元的渗透率进行实时更新；

(3)在连续介质模型中进行非达西渗流计算，计算至渗流达到平衡，记录连续介质模型在岩石不同破坏阶段的非达西渗流特征；

(4)提取连续介质模型中每个网格的孔隙水压力导入到颗粒模型，建立颗粒模型的渗流拓扑结构，并对其中各网格内的颗粒施加相应大小的孔隙水压力；包括步骤(4.1)～(4.3)：

(4.1)依次遍历连续介质模型中的网格，在遍历的过程中，导出每个网格的孔隙水压力和网格序号至孔隙水压力文件中；

(4.2)在颗粒模型中读取孔隙水压力文件中的信息至数组中；

(4.3)使用“管域法”建立颗粒模型的渗流拓扑结构，根据颗粒所在网格确定施加在颗粒上的孔隙水压力大小，孔隙水压力的方向为域与颗粒中心的连线方向；

(5)使用颗粒模型进行相应孔隙水压力下的变形计算，确定该阶段的孔隙裂隙发育扩展情况，随后计算并导出变形后每个网格的渗透率；包括步骤(5.1)～(5.5)：

(5.1)对颗粒模型进行变形计算；

(5.2)以每个网格的中心为圆心建立各网格的内接圆作为孔隙率的测量圆，在变形计算结束后直接提取各测量圆测量的孔隙率；

(5.3)按照裂隙相对网格的位置对裂隙进行分组，随后对每个网格内的裂隙进行统计，确定每个网格内的裂隙发育情况；

(5.4)根据网格内的孔隙率和裂隙发育情况计算每个网格的渗透率；

(5.5)将每个网格的分组名称和渗透率导出至渗透率文件中；

(6)在颗粒模型中调用连续介质模型，使用颗粒模型计算的渗透率对连续介质模型中相应网格的渗透率进行更新，过程为：在连续介质模型中读取颗粒模型导出的每个网格的渗透率，对连续介质模型每个网格的渗透率进行更新；

(7)重复执行步骤(3)～(6)直至颗粒模型破坏；

(8)在颗粒模型破坏后，再次执行步骤(3)，记录模型在破坏时的渗流特征；

(9)对颗粒模型各变形阶段的渗流特征进行整理，将颗粒模型各变形阶段的应变大小与连续介质模型在此应变下渗流平衡时的渗流特征一一对应，完成基于非达西定律的岩石渐进破坏过程渗流特征模拟。