岩石三簇水力压裂二维模拟
ABAQUS在处理岩石水力压裂模型上功能强大，前后处理都十分方便。这里以二维模型为例，对三簇模型即三注射点进行模拟，压裂方法利用cohesive单元。
几何模型
120mm*120mm，三簇第一个初始射孔段位置在模型中心，其他在左右两侧，间距20m（另外三个模型的等这个算完再定）初始长度为1；天然弱裂缝面采用自编python程序自动生成，如下图。
算法原理为对矩形部件自动进行partition，本例切分皆沿着±30°方向，解离面长度随机。不采用脚本也可手动进行partition，只是费时费力。
材料参数
岩石本体 | |
弹性模量（Pa） | 20e9 |
泊松比 | 0.25 |
渗透率 | 1e-7 |
孔隙比 | 0.1 |
液体比重 | 9800 |
天然裂缝弱面cohesive单元 | 实体 位置cohesive单元 | |
弹性模量（Pa） | 20e9 | 20e9 |
滤失系数 | 1e-14 | 1e-14 |
粘度 | 0.001 | 0.001 |
Damage evolution（displacement） | 0.001 | 0.001 |
破坏准则 | Maxs Damage | Maxs Damage |
应力（Pa） | 2e6/10e6/10e6 | 6e6/20e6/20e6 |
有限元模型
天然裂缝解理面插入cohesive单元，岩石本体插入cohesive单元
在三个注射点位置插入初始裂缝
给各个组分赋予材料参数后进入分析步模块
分析步
首先设置地应力平衡分析步，然后设置soils分析步压裂时间为30s，时间根据具体模型而定，本例30s足够。
输出por等变量
载荷与边界
此模块设置为重点
首先对模型左右两边约束x自由度，上下两边约束y自由度，并对四条边界的节点的pore pressure约束为0。
然后设置整体介孔节点void ratio为0.1，除边界节点外其他所有节点pore pressure为0（也可为其他合适值）
初始地应力为s11=0, s22=s33=-10MPa, s12=0
每个注射点都进行点注射，流量可合理设置
岩石本体单元类型为CPE4P，裂缝单元为cohesive
最后
为模型写入关键字
1、 *Initial Conditions, type=initial gap
Part-1-allElemEdges-1.ini-elem
2、 *Element Output, directions=YES
FLVEL, LE, S, pfopen
第一行位于initial conditions关键字处
第二行在 step关键字内增加pfopen，即裂纹张开宽度
至此保存模型提交计算即可。
结果
裂纹张开宽度
孔隙压力变化
