孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法及系统技术方案

本发明专利技术属于岩体工程及页岩油气开采领域，具体涉及一种孔隙‑裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法及系统，旨在解决针对裂隙渗流‑孔隙渗流‑岩体变形的耦合计算，现有的模拟方法没有考虑岩体基质内的渗流，导致精度较差的问题。本方法包括：构建岩体的孔隙渗流‑裂隙渗流‑岩体变形的数值计算模型；对数值计算模型网格划分，得到非结构化网格单元模型；确定各渗流控制节点处流体压力；计算裂隙节点流体压力、孔隙节点流体压力引起的载荷；求解获得块体单元的应力和变形，并更新裂隙几何形态及各个渗流通道的导流系数；得到不同时间步下岩体内渗流压力场、变形场和应力场。本发明专利技术提升了针对裂隙渗流‑孔隙渗流‑岩体变形的耦合计算的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩体工程及页岩油气开采领域，具体涉及一种孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法及系统。

技术介绍

1、复杂岩体内的渗流是包括页岩油气开发、水利、隧道等在内的地质工程和岩土工程的重要工程问题。岩体包含裂隙、孔隙，是一种非连续、多孔、可变形的介质。水等流体在岩体内的流动包含裂隙网络内的渗流、孔隙内的渗流以及裂隙、孔隙之间的窜流。另一方面，在流体压力的影响下，岩体会发生变形，导致应力场的改变，并进一步影响渗流的流速和压力。因此，岩体内的裂隙渗流、孔隙渗流、变形是一个相互影响的复杂力学过程。对岩体内的渗流过程进行模拟分析，获得岩体的渗流压力场、应力场和变形场，是岩土工程、页岩油气开发的重要设计依据。目前，国际上通用的可用于该问题模拟分析的方法和软件有flac3d、abaqus、ansys、phase2d等。上述软件一般采用等效连续介质模型或双重介质模型描述流动，对于裂隙渗流-孔隙渗流的耦合流动可以较好的模拟。对于岩体在流体压力下的变形，常用软件采用有限元法或有限差分法求解，可以体现多孔介质的弹性变形，但无法体现裂隙等非连续结构面的变形。因此，对于含本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，构建孔隙渗流-裂隙渗流-岩体变形的数值计算模型，其方法为：

3.根据权利要求2所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，构建所述非结构化网格单元模型后，还包括根据岩体裂隙和岩体基质的力学、渗流特性，赋予对应块体单元参数；

4.根据权利要求3所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，针对所述非结构化网格单元模型，基于有限体积和双重介质理论模拟流体在裂隙和孔隙中的运移，...

【技术特征摘要】

1.一种孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，构建孔隙渗流-裂隙渗流-岩体变形的数值计算模型，其方法为：

3.根据权利要求2所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，构建所述非结构化网格单元模型后，还包括根据岩体裂隙和岩体基质的力学、渗流特性，赋予对应块体单元参数；

4.根据权利要求3所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，针对所述非结构化网格单元模型，基于有限体积和双重介质理论模拟流体在裂隙和孔隙中的运移，确定各渗流控制节点处流体压力，其方法为：

5.根据权利要求4所述的孔隙-裂隙渗流与变形耦合的非连续计算方法，其特征在于，确定每一个裂缝...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡彦智，李晓，张召彬，李守定，赫建明，李关访，毛天桥，郑博，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：