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龙图腾网获悉中煤科工西安研究院(集团)有限公司申请的专利一种煤层顶板水平井定向穿层压裂逐级尺度数值模拟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：CN116861728B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24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：202310729599.1，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种煤层顶板水平井定向穿层压裂逐级尺度数值模拟方法是由许耀波;乔康;朱文侠;王晶;徐建军设计研发完成，并于2023-06-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种煤层顶板水平井定向穿层压裂逐级尺度数值模拟方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种煤层顶板水平井定向穿层压裂逐级尺度数值模拟方法，包括：利用有限元模拟软件Abaqus建立单射孔数值模型、射孔区数值模型和整体地层数值模型；将单射孔模拟结束后处理的单射孔数值模型裂缝结果导入到射孔区数值模型中作为射孔区模拟计算的初始裂缝；然后将射孔区模拟结束后处理的射孔区数值模型裂缝结果导入到整体地层数值模型中，作为整体地层模拟计算的初始裂缝，最终得到穿层扩展裂缝，间接地实现跨尺度定向穿层压裂裂缝扩展过程模拟。本发明方法解决了射孔尺寸与压裂裂缝尺寸差距过大所导致的划分网格数量巨大和裂缝穿越分界面扩展模拟的难题，在碎软煤层顶板水平井穿界面压裂数值模拟中具有广阔的应用前景。

本发明授权一种煤层顶板水平井定向穿层压裂逐级尺度数值模拟方法在权利要求书中公布了：1.一种煤层顶板水平井定向穿层压裂逐级尺度数值模拟方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤： 步骤1、获取用于构建单射孔数值模型、射孔区数值模型和整体地层数值模型的几何参数、物理力学参数、地层条件参数和施工参数，将获取的参数输入有限元模拟软件Abaqus，建立单射孔数值模型、射孔区数值模型和整体地层数值模型； 步骤2、利用构建的单射孔数值模型，采用XFEM方法对裂缝从单个射孔起裂到与其他射孔的裂缝汇合之前的扩展过程进行仿真，得到单射孔裂缝； 步骤3、将步骤2得到的单射孔裂缝进行平滑处理后作为射孔区模拟的初始裂缝输入步骤1建立的射孔区数值模型，采用XFEM方法对射孔区内多条初始裂缝的汇合过程进行仿真，得到射孔区内由多条初始裂缝汇合后形成的中间裂缝； 步骤4、将步骤3得到的中间裂缝进行平滑处理后作为整体地层模拟的初始裂缝输入步骤1建立的整体地层数值模型，对中间裂缝在整体地层内的穿层扩展进行仿真，得到整体地层内的穿层扩展裂缝； 其中，所述整体地层数值模型中相邻地层之间嵌入零厚度cohesive单元层作为地层界面； 所述地层界面在水平方向的抗拉强度等于待穿越岩层的抗拉强度，所述地层界面在垂直方向的抗拉强度等于相邻岩层的粘结强度； 所述单射孔数值模型沿井筒方向的长度小于等于相邻射孔的间距。

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