[发明专利]水力压裂激发Kraukls波模拟方法及系统

权利要求书

1.一种水力压裂激发Kraukls波模拟方法，应用于水力压裂法下人工裂缝的监测，其特征在于，所述方法包括：

S1)获取人工裂缝的裂缝模型，并根据预设剖分规则进行裂缝模型离散化处理，获得网格单元模型；

S2)扫描所有网格单元，筛选出与裂缝开口相关的网格单元，并确定与裂缝开口相关的网格单元的属性参数；

S3)根据与裂缝开口相关的网格单元的属性参数和预设位移载荷计算公式，逐一计算各与裂缝开口相关的网格单元对应裂缝开口处的位移载荷；包括：

每次选取一个与裂缝开口相关的网格单元，确定该与裂缝开口相关的网格单元中与裂缝开口向量重合边上的网格单元节点的编号及坐标；

计算当前网格单元节点坐标的位移载荷，以表示当前裂缝开口处的位移载荷；

根据预设空间尺度函数和预设时间与子波函数获得位移载荷法方程，其表达关系式为：

其中，F为预设空间尺度函数；

space

F_time为预设时间与子波函数；

所述预设空间尺度函数表达式为：

其中，为落在开口处节点相对于裂缝中心点的位置向量；

为表征裂缝开口的向量；

所述预设时间与子波函数表达式为：

其中，A₀为振幅系数；

τ为子波函数的时间尺度因子；

t₀为子波函数的中心时刻；

t为时间序列；

S4)根据位移载荷计算结果对所有网格单元进行位移载荷装配，并将装配完成的位移载荷加到常规有限元的位移项上，获得最终有限元方程；

S5)求解所述有限元方程，获得并输出模拟结果。

2.根据权利要求1所述的水力压裂激发Kraukls波模拟方法，其特征在于，步骤S1)中，所述获取人工裂缝的裂缝模型，并根据预设剖分规则进行裂缝模型离散化处理，获得网格单元模型，包括：

获取裂缝模型的模型参数；

利用Delaunay等参三角网格单元模型和所述模型参数进行各裂缝形状拟合，获得网格单元模型。

3.根据权利要求2所述的水力压裂激发Kraukls波模拟方法，其特征在于，所述模型参数包括：

裂缝的空间位置、裂缝孔径、裂缝面光滑程度以及裂缝走向。

4.根据权利要求2所述的水力压裂激发Kraukls波模拟方法，其特征在于，所述利用Delaunay等参三角网格单元模型和所述模型参数进行各裂缝形状拟合，包括：

在各裂缝开口位置，对应网格单元有且只有一条边与裂缝开口重合。

5.根据权利要求4所述的水力压裂激发Kraukls波模拟方法，其特征在于，步骤S2)中，所述与裂缝开口相关的网格单元的属性参数，包括：

与裂缝开口相关的网格单元中与裂缝开口向量重合的边，以及所述与裂缝开口向量重合的边上的网格单元节点的编号及坐标。

6.根据权利要求1所述的水力压裂激发Kraukls波模拟方法，其特征在于，步骤S4)中，所述根据位移载荷计算结果对所有网格单元进行位移载荷装配，包括：

获得所有与裂缝开口相关的网格单元的单元节点的位移载荷计算结果；

根据位移载荷装配计算公式进行所有与裂缝开口相关的网格单元的单元节点的位移载荷装配，获得最终的位移载荷矩阵；其中，所述位移载荷装配计算公式为：

其中，F为最终的位移载荷矩阵；

N_opening为落在裂缝开口处的节点个数；

C_i为描述第i个落在裂缝开口处节点的编号位置向量；

F_i为第i个落在裂缝开口处节点的位移载荷。