[发明专利]二维多簇裂缝地质模型及其构建方法、暂堵转向材料加入时机的确定方法与应用

权利要求书

1.一种构建二维多簇裂缝地质模型方法，其包括：

步骤一，获取目标区域的地质参数，构建地质模型；

步骤二，在所述地质模型的基质单元间插入粘聚单元，采用分离-位移曲线描述裂缝的萌生和损伤，得到所述二维多簇裂缝地质模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤一中，所述地质模型由ABAQUS软件构建；

优选地，所述地质参数包括最大主应力、最小主应力、孔隙压力、杨氏模量、泊松比、三轴抗压强度、暂堵前单簇射孔数、注入液粘度、岩石抗拉强度、岩石抗剪强度、渗透率、孔隙度、产层地层压力、注入暂堵球数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤二包括在所述地质模型的基质单元件插入粘聚单元，确定粘聚单元的损伤形式、损伤演化规律和流体在粘聚单元的流动规律，得到所述二维多簇裂缝地质模型。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其中，步骤二中，采用最大名义应力准则作为粘聚单元的裂缝初始判断准则，即当最大名义应力比达到1时，损伤开始，所述损伤形式的表达式为：

其中，t_n、t_s、t_t分别是粘聚单元的法向的名义应力、第一切向的名义应力和第二切向的名义应力，单位为Pa；是粘聚单元的法向的临界名义应力、第一切向的临界名义应力和第二切向的临界名义应力，单位为Pa；是MacAuley算子，表示为：

5.根据权利要求1、3、4任一项所述的方法，其中，步骤二中，采用损伤变量在损伤开始和最终失败之间演化的性质作为所述粘聚单元的损伤演化规律，描述粘聚单元的拉伸与剪切变形共同作用下的损伤演化；

优选地，所述损伤变量的表达式为：

其中，D为损伤变量，为在加载历史中有效位移最大值，为损伤开始时的有效位移，为最终失效时的有效位移。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤二中，所述有效位移根据粘聚单元的法向的名义应变、第一切向的名义应变、第二切向的名义应变确定；

优选地，所述有效位移的表达式为：

其中，δ_m为有效位移、δ_n为粘聚单元的法向的名义应变、δ_s为粘聚单元的第一切向的名义应变、δ_t为粘聚单元的第二切向的名义应变。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤二中，所述流体在粘聚单元的流动规律包括流体在粘聚单元的横向流动规律和法向流动规律。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，流体在粘聚单元的横向流动满足以下方程：

其中，q为流量，单位为m³/s，d为间隙开度，单位为m，k_t为切向渗透率，单位为m²，为粘聚单元孔隙压力的哈密顿算子，单位为Pa；

优选地，所述切向渗透率的计算公式为：

其中，k_t为切向渗透率，单位为m²；d为间隙开度，单位为m；μ为流体粘度，单位为Pa·s。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，流体在粘聚单元的法向流动满足法向滤失方程，其表达式为：

其中，q_t、q_b分别是粘聚单元垂直方向的上表面流动速度、下表面流动速度，单位为m3/s；p_i是粘聚单元内部压力，单位为Pa；p_t、p_b分别是粘聚单元上面孔隙压力、下面孔隙压力，单位为Pa；c_t、c_b分别是粘聚单元上面滤失系数、下面滤失系数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述二维多簇裂缝的地质模型的裂缝簇数为3-7簇，优选为3-5簇。