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龙图腾网恭喜西南石油大学申请的专利一种考虑层间弱面的裂缝形态预测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：CN113821962B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22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：202111185234.4，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种考虑层间弱面的裂缝形态预测方法是由罗志锋;曾秀权;赵立强;沈杰;孙松;李建斌设计研发完成，并于2021-10-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑层间弱面的裂缝形态预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑层间弱面的裂缝形态预测方法，包括以下步骤：根据获取到的实际交互地层的地层参数建立三维地质模型；基于应力平衡方程、连续性方程及边界条件，建立岩石渗流‑应力耦合模型；确定裂缝延伸扩展准则；输入目标井区压裂井参数，建立压裂三维全耦合模型；模拟不同地质因素、工程因素对裂缝形态的影响。本发明基于有限元方法，建立全三维渗流‑应力耦合模型，使用Cohesive孔压单元预设2种裂缝面，考虑层间弱面或层理弱面，研究不同地质因素、工程因素对裂缝形态的影响，可快速预测含层间弱面储层压裂时裂缝形态并指导压裂施工参数设计。

本发明授权一种考虑层间弱面的裂缝形态预测方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑层间弱面的裂缝形态预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据获取到的实际交互地层的地层参数建立三维地质模型；S2.基于应力平衡方程、连续性方程及边界条件，建立岩石渗流-应力耦合模型；S3.确定裂缝延伸扩展准则；S4.输入目标井区压裂井参数，建立压裂三维全耦合模型；S5.模拟不同地质因素、工程因素对裂缝形态的影响；所述步骤S2中建立岩石渗流-应力耦合模型方法为：1基于多孔介质理论，根据虚功原理，建立岩石应力平衡方程： 式中，为固体骨架承受的有效应力，Pa；Pnw为非润湿相压力，Pa；I为[1,1,1,0,0,0]T单位矩阵；δε为虚应变率矩阵，s-1；t为面力矩阵，Nm3；δv为虚速度矩阵，ms；f为体力矩阵，Nm3；dV为单元体，m3；S为积分空间表面，m2；2基于物质守恒原理，认为岩石中流体流动满足达西定律，建立流体连续性方程： 式中，J为多孔介质体积变化率，无因次；nω为流体体积与总体积的比，无因次；ρω为流体密度，kgm3；x为空间向量，m；dt为时间增量步，s；vω为渗流速度，ms；3分别设置流量边界条件、孔压边界条件和位置边界条件：其中，流量边界条件为： 式中，n为流量边界的单位法线方向；k为渗透率系数张量；q0为单位时间里流过边界的总液体量；其中，孔压边界条件可用P0＝P0b表示，即认为边界上孔压为一定值P0b；其中，位置边界条件用于约束X、Y、Z方向边界节点位移，令Ux＝0，Uy＝0，Uz＝0；4通过定义形函数，采用Galerkin方法进行有限元离散可得到渗流-应力耦合方程： 式中：K＝∫VBTDepBdV； 其中，Nu、B为定义的形函数矢量矩阵；为节点位移；为单元节点孔压；Np为形函数；Dep为弹性矩阵；m为转换矩阵；qob为边界上流体流量；所述岩石渗流-应力耦合模型包括岩石物性参数动态模型，所述岩石物性参数动态模型为：1多场耦合的动态孔隙度模型： 式中，ω为热膨胀系数，1k；εv为体积应变，无量纲；2基于Kozeyn-cannan毛细管束模型推导的渗透率动态模型： 式中，εv为体积应变，无量纲；ω为热膨胀系数，1k；ΔT为温度变化值，K；3孔隙压缩系数动态模型： 式中，εv为体积应变，无量纲；ΔT为温度变化值，K；Δp为压力变化值，MPa；所述步骤S3中，裂缝延伸扩展准则包括使用粘弹性Cohesive孔压单元预设2种裂缝面模拟裂缝起裂、扩展，裂缝面I垂直于最小主应力方向，裂缝面II存在于地层层面交界处，且裂缝面I和裂缝II相交；所述裂缝面I和裂缝面II相交的单元处存在4个孔隙压力点，通过将4个孔隙压力结点替换为一个共有孔隙压力结点，满足交汇点处流体压力的连续性条件；所述裂缝起裂条件为： 式中，σn为Colesive单元法线方向上的施加应力，Mpa；τs、τt为单元两个切向上的施加应力，MPa；为单元失效时法线方向临界应力，MPa；为单元切向失效时两个方向临界应力，Mpa；所述粘弹性Cohesive孔压单元起裂损伤后将进入损伤演化阶段，即不断发生损伤以致达到裂缝断裂能时单元发生完全破坏，最终形成裂缝，损伤因子计算公式： 式中，为加载过程中单元达到的最大位移，m；为单元完全破坏时的位移，m；为单元初始损伤时的位移，m；其中，通过损伤因子D判断单元损伤情况：在损伤尚未形成时，D值为0；单元完全损伤时，D值为1；压裂时注入液体为牛顿流体，模拟压裂液在裂缝面中的流动模型包括顺着裂缝面的切向流和垂直于裂缝面的法向流：1顺着裂缝面的切向流，由牛顿流压力传导定义为：Q＝-ktΔp式中，Q为压裂液排量，m3s；kt为流动系数；p为流动压力，MPa；其中，流动系数kt可表示为： 式中，d为裂缝张开宽度；μ为压裂液粘度，Pa.s；2垂直于裂缝面的法向流模拟裂缝面法线方向上的渗流滤失，通过定义滤失系数来表征，法向流表示为： 式中，qt、qb分别为流体在裂缝上下表面的渗流流量，m3s；ct、cb分别为流体在裂缝上下表面的滤失系数；pt、pb分别为体在裂缝上下表面的孔隙压力，Mpa；pi为Colesive裂缝单元中间面流体压力，Mpa。

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