热-水-力多场耦合作用下断层成核滑动的数值模拟方法
摘要文本
本申请提出了一种热‑水‑力多场耦合作用下断层成核滑动的数值模拟方法,该方法包括:构建针对地热开发的三维注采整体几何模型;构建三维的热‑水‑力三物理场耦合数值模型,并计算断层上的温度引起的热应力以及流体引起的孔隙弹性应力和地应力;确定断层上的正应力、剪应力和流体压力;构建三维局部断层模型,通过局部耦合算子将正应力、剪应力和流体压力传递至局部断层模型;通过滑移弱化的摩擦本构方程计算断层滑移过程中的摩擦系数,并计算局部断层模型滑动后的剪应力,根据计算结果模拟三维局部断层模型成核滑动过程。该方法可以模拟地热开采中热‑水‑力多场耦合下的断层成核滑动, 提高了模拟的准确性和全面性。
申请人信息
- 申请人:中国地震局地球物理研究所
- 申请人地址:100081 北京市海淀区民族学院南路5号
- 发明人: 中国地震局地球物理研究所
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 热-水-力多场耦合作用下断层成核滑动的数值模拟方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311235549.4 |
| 申请日 | 2023/9/22 |
| 公告号 | CN117725632A |
| 公开日 | 2024/3/19 |
| IPC主分类号 | G06F30/10 |
| 权利人 | 中国地震局地球物理研究所 |
| 发明人 | 祝爱玉; 李佳豪; 蒋长胜; 陈石; 崔光磊 |
| 地址 | 北京市海淀区民族学院南路5号 |
专利主权项内容
1.一种热-水-力多场耦合作用下断层成核滑动的数值模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:构建针对地热开发的三维注采整体几何模型,所述三维注采整体几何模型包括:注水井、抽水井、断层和干热岩层;通过反映温度场、应力场和渗流场相互耦合控制作用的多个方程,构建三维的热-水-力三物理场耦合数值模型,并通过所述热-水-力三物理场耦合数值模型计算所述断层上的温度引起的热应力以及流体引起的孔隙弹性应力和地应力;基于所述温度引起的热应力以及流体引起的孔隙弹性应力和地应力,通过所述三维注采整体几何模型确定所述断层上的正应力、剪应力和流体压力;构建针对所述断层的三维局部断层模型,所述三维局部断层模型与所述断层的参数信息一致,并通过局部耦合算子将所述正应力、所述剪应力和所述流体压力传递至所述三维局部断层模型;通过滑移弱化的摩擦本构方程计算断层滑移过程中的摩擦系数,并结合所述摩擦系数、所述正应力和所述流体压力计算所述三维局部断层模型滑动后的剪应力,根据所述滑动后的剪应力和所述摩擦系数模拟所述三维局部断层模型的摩擦过程和滑动过程。