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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利基于增强型地热系统热流固化多场耦合建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120611668B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511106154.3，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权基于增强型地热系统热流固化多场耦合建模方法是由杨宽;郭天魁;孔政;张毅;孔彦龙;张博设计研发完成，并于2025-08-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于增强型地热系统热流固化多场耦合建模方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于增强型地热系统热流固化多场耦合建模方法，属于油气田开采技术领域，包括生成两组随机数作为裂缝中心位置，并根据裂缝中心位置、迹长以及方向确定随机裂缝端点坐标，根据确定的随机裂缝端点坐标形成初始光滑裂缝网格；根据所述初始光滑裂缝网格，对每条裂缝路径通过Hurst指数控制粗糙度持续性，生成含有粗糙度的随机裂缝路径；根据生成的含有粗糙度的随机裂缝路径，建立干热岩一注两采的随机裂缝模型；根据测井数据，设置随机裂缝模型的材料参数，对随机裂缝模型添加应力场、渗流场、温度场、化学场；分别对随机裂缝模型的应力场、渗流场、温度场、化学场，设置初始条件和边界条件，进行多物理场耦合设置。

本发明授权基于增强型地热系统热流固化多场耦合建模方法在权利要求书中公布了：1.一种基于增强型地热系统热流固化多场耦合建模方法，其特征在于，包括： 生成两组随机数作为裂缝中心位置，并根据裂缝中心位置、迹长以及方向确定随机裂缝端点坐标，根据确定的随机裂缝端点坐标形成初始光滑裂缝网格； 根据所述初始光滑裂缝网格，对每条裂缝路径通过Hurst指数控制粗糙度持续性，生成含有粗糙度的随机裂缝路径； 根据生成的含有粗糙度的随机裂缝路径，建立干热岩一注两采的随机裂缝模型； 根据测井数据，设置随机裂缝模型的材料参数，对随机裂缝模型添加应力场、渗流场、温度场、化学场； 分别对随机裂缝模型的应力场、渗流场、温度场、化学场，设置初始条件和边界条件，进行多物理场耦合设置； 按照所述随机裂缝模型的不同区域，对所述随机裂缝模型进行网格划分，采用超细化自由三角形的网格划分方式对裂缝区域进行网格划分，采用细化自由四边形的网格划分方式对储层其余区域进行网格划分； 开展应力场、渗流场、温度场、化学场演化特征分析，通过表面平均值后处理，计算储层的采出程度；选择距离注入井不同位置，计算温度变化情况，通过温度与压裂液粘度关系模拟不同位置处压裂液粘度变化； 所述分别对随机裂缝模型的应力场、渗流场、温度场、化学场，设置初始条件和边界条件，进行多物理场耦合设置，包括： 在COMSOL中，进行多物理场耦合的设置，将固体力学场和渗流场耦合为多孔弹性，将温度场和固体力学场耦合为热膨胀；渗流场影响温度场的对流换热过程，温度场通过影响流体的物性参数进而影响渗流场，应力场中的有效应力能够改变储层中裂缝的渗透率进而影响渗流场，渗流场发生的多孔弹性影响其温度场，化学反应场影响岩石的渗透率和孔隙率，以使影响流体流动和热量传输，温度场、渗流场和应力场影响化学反应速率； 所述分别对随机裂缝模型的应力场、渗流场、温度场、化学场，设置初始条件和边界条件，进行多物理场耦合设置的步骤中，所述渗流场的耦合设置包括： 设置渗流场模块，将边界条件设置为无流动，初始值设置为地层压力，设置储层基体和多孔介质中流体的参数并添加多孔弹性储存，定义裂缝中流体和裂缝几何属性，通过设定压差形成驱动压降驱动，其中注入井压力高于地层压力，生产井压力低于地层压力，根据应力场提供的体积应变εV、温度场提供的温度和化学场提供的孔隙度ϕ，计算出达西流速传递至温度场和稀物质传递场，输出的孔隙流体压力反馈至固体力学模块； 具体计算公式如下： 储层的渗流方程为： ；2 裂缝中的渗流方程为： ；3 其中， ϕ为孔隙度，无量纲； ρf为流体密度，kgm3； ct为压缩系数，1Pa； P为孔隙流体压力，Pa； t为时间，s； u为储层中流体达西流速，ms； αB为Biot系数，无量纲； εV为体积应变，εV=εxx+εyy+εzz，无量纲，εxx为x方向的体积应变，εyy为y方向的体积应变，εzz为z方向的体积应变; Qf为流体源汇项，kgm3·s； ϕchem为化学反应引起的孔隙度变化，无量纲； Rchem为反应速率，molm3·s； w为裂缝的有效开度，m； ； df为裂缝初始开度，m； un为法向位移增量，m； wchem为化学诱导裂缝宽度变化量，m； rf为流体密度，kgm3； uf为裂缝中流体达西流速，ms; M为物质的摩尔质量，kgmol； 所述化学场的耦合设置包括： 设置化学反应模块，添加如下反应方程式，设置初始浓度，根据如下公式6，计算出反应速率传递至稀物质传递场，根据公式7，将温度T输入热源，输出反应热源至温度场； 反应方程为： ； 公式6和公式7如下： ；6 ；7 其中，Rchem为反应速率，molm3·s； k0为前因子，molm2·s； E0为活化能，Jmol； R为理想气体常数，8.314Jmol·K； T为流体流动与固体导热共同作用下的局部平均温度，K； KeqT为温度依赖平衡常数，无量纲； Q为离子活度积，无单位； Z为反应热源，Wm3； Rchem，i为第i种反应的反应速率，molm3·s； △Hi为第i种反应的反应焓变，Jmol； i为反应类别，无量纲； n为系统中独立化学反应总数，无量纲； 所述化学场包括稀物质传递场，所述稀物质传递场的耦合设置包括： 设置稀物质传递模块，将储层的边界条件设置为无通量，储层中注入压裂液的初始值为0，设置储层基体和多孔介质中流体的基本参数，将速度与渗流场耦合，设置裂缝的流体和材料的基本参数，在裂缝中添加反应，其反应速率耦合化学反应中的反应速率，将注入井设置为浓度通量，出口设置无通量，通过公式8根据渗流场提供的流速uf和化学反应场提供的反应速率Rchem，计算出离子浓度，传递至化学反应模块，驱动反应平衡； 公式8如下： ；8 其中， w为裂缝的有效开度，m； C为化学物质浓度场，molm3； t为时间，s； uf为裂缝中流体达西流速，ms； Df为分子扩散系数，m2s； Rchem为反应速率，molm3·s； 所述根据所述初始光滑裂缝网格，对每条裂缝路径通过Hurst指数控制粗糙度持续性，生成含有粗糙度的随机裂缝路径的步骤，包括： 对每条裂缝路径递归执行如下操作： 在中点沿垂直方向施加随机位移，生成新点； 将新点与端点形成的线段继续细分，重复施加位移，迭代n1次，通过Hurst指数控制粗糙度持续性，生成含有粗糙度的随机裂缝路径，迭代方式如下： ； 其中，△n1为每次迭代的位移幅度； △0为初始最大位移幅度； n1为迭代次数； H为Hurst指数。

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