正常生产井开采时孔眼处一定存在流体从地层中流出,因此只考虑地应力分析的孔眼应力是不符合实际的,应该考虑流固耦合。固体位移对渗流场有影响,同时渗流场变化又对固体位移产生影响,相互交叉,相互影响。水力压裂过程也是一个流固耦合作用过程。根据力学模型,应用Comsol软件完成该问题的数值模拟,选择多孔弹性物理场(即流固耦合场)、以致密砂岩储层为例。
根据研究问题的力学模型,建立相应的有限元数值模拟模型,具体如下。
对模型进行有限元网格划分,具体如图。
采用流固耦合稳态求解器对上述问题进行求解。从井眼的位移场、孔隙压力和应力场三个方面来分析求解数据,最终实现问题的分析和解决。

本文探讨了在水力压裂过程中流固耦合作用的重要性,通过Comsol软件建立了多孔弹性物理场模型,对致密砂岩储层的应力分布进行数值模拟。通过有限元网格划分和流固耦合稳态求解器,分析井眼位移、孔隙压力和应力场。结果显示,最小水平应力增加时,井眼应力逐渐增大,但分布保持轴对称特性。
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