本发明涉及油气田开发工程领域，特别是涉及一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法。
背景技术：
1、非常规油气储层水力压裂过程中，岩石基质在高压流体的强力驱动下，经历了显著的拉张与剪切破坏过程，从而塑造出一系列具有多样化粗糙程度的裂缝壁面。支撑剂颗粒的运动特征受到裂缝壁面粗糙程度的直接调控，其运移和沉降呈现出高度的复杂性与不确定性，导致支撑剂在裂缝内形成独特的分布格局与铺置形态。该过程不仅精细地调控了裂缝的支撑结构，还最终决定了裂缝的导流效率与油气井的长期生产能力，对于提升油气资源开采效率与经济效益具有至关重要的意义。
2、为深入探究裂缝粗糙壁面对支撑剂颗粒动力学行为的影响，常采用固液多相流的数值模拟技术。此过程首要步骤是构建粗糙裂缝的几何模型，并对其进行网格划分。目前，构建粗糙裂缝面的方法主要包括jrc(joint roughness coefficient)法、谱函数法及基于3d激光扫描的点云数据重构法。其中，jrc法依赖对裂缝断裂线性特征的经验划分来刻画粗糙裂缝面；谱函数法则通过统计参数和滤波分析进行粗糙裂缝面数字重构。但是这两种方法都不能较真实地还原裂缝粗糙形貌。基于3d激光扫描的点云数据重构法能够通过高精度点云数据真实还原裂缝粗糙形貌，展现出在粗糙裂缝几何建模上的良好适应性和广泛应用前景。然而，对于粗糙程度较大(表面迂曲度和粗糙度都大)的裂缝面，由于点云数据中的奇异点过多而导致无法生成粗糙裂缝面片和几何模型。此外，现有技术中目前主要采用非结构化网格对不规则的粗糙裂缝几何模型进行剖分，在计算精度和计算效率等方面的表现都远不如结构化网格。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
2、一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法，包括以下步骤：
3、s1、基于3d激光扫描技术获取岩板裂缝粗糙面点云数据，根据所述点云数据构造裂缝粗糙面模型；
4、s2、基于一组对应的裂缝粗糙面模型，定义耦合裂缝最小宽度，构建包含一组裂缝粗糙面的模拟三维实体；
5、s3、对步骤s2中构建的模拟三维实体进行结构化网格剖分后，进行支撑剂输送数值模拟。
6、进一步的技术方案是，所述步骤s1中包括
7、将所述点云数据导入处理软件中，依次进行去噪、封装、网格修复、构造曲面片、构造格栅、拟合曲面。
8、进一步的技术方案是，进行封装时设置最大三角形数不少于250000个；在构造格栅时分辨率设置为100。
9、进一步的技术方案是，在拟合曲面步骤时出现“存在交叉曲面”报错提示时，则返回点云数据状态，检查和删除四条边上的奇异点，对四条边上的缺失部分使用曲率和边界孔充填方式进行单孔充填。
10、进一步的技术方案是，所述步骤s2中定义耦合裂缝最小宽度包括
11、将步骤s1中得到上、下两个裂缝粗糙面模型的.iges格式文件同时导入auto cad软件中，分别对上、下两个裂缝粗糙面模型作“并集”操作，获得两个独立的裂缝粗糙面实体，通过“旋转”操作确保上、下裂缝粗糙面实体处于耦合状态，通过“平移”和“测距”操作定义耦合裂缝最小宽度。
12、进一步的技术方案是，所述步骤s2中定义粗糙裂缝最小宽度为1.6mm。
13、进一步的技术方案是，所述步骤s3中还包括
14、将步骤s2中构建的模拟三维实体导入到处理软件中，依次进行网格修复、流动区域构建、流动入/出口和裂缝壁面定义、流动区域与粗糙裂缝的点-线-面关联、结构化网格剖分。
15、另一方面，本发明提供了一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟系统，包括以下模块：
16、裂缝粗糙面点云数据获取模块，用于采用3d激光扫描技术获取岩板裂缝粗糙面点云数据，根据所述点云数据构造裂缝粗糙面模型；
17、模拟三维实体构建模拟，用于采用一组对应的裂缝粗糙面模型，定义耦合裂缝最小宽度，构建包含一组裂缝粗糙面的模拟三维实体；
18、支撑剂输送数值模拟模块，用于对构建的模拟三维实体进行结构化网格剖分处理，进行支撑剂输送数值模拟。
19、另一方面，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求任一项所述的基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法的步骤。
20、另一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求任一项所述的基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法的步骤。
21、本发明具有以下优点：本发明提供了一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法，通过边界点云数据修整最大程度保留了裂缝粗糙面的形貌，其中采用结构化网格对粗糙裂缝几何模型进行剖分，能够还原真实的粗糙裂缝形貌，相比现有技术中的模拟方法进一步提高了计算精度和计算效率。
1.一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的支撑剂输送数值模拟方法，所述步骤s1中包括将所述点云数据导入处理软件中，依次进行去噪、封装、网格修复、构造曲面片、构造格栅、拟合曲面。
3.根据权利要求2所述的支撑剂输送数值模拟方法，进行封装时设置最大三角形数不少于250000个。
4.根据权利要求2所述的支撑剂输送数值模拟方法，在拟合曲面步骤时出现“存在交叉曲面”报错提示时，则返回点云数据状态，检查和删除四条边上的奇异点，对四条边上的缺失部分使用曲率和边界孔充填方式进行单孔充填。
5.根据权利要求1所述的支撑剂输送数值模拟方法，所述步骤s2中定义耦合裂缝最小宽度包括
6.根据权利要求5所述的支撑剂输送数值模拟方法，所述步骤s2中定义粗糙裂缝最小宽度为1.6mm。
7.根据权利要求1所述的支撑剂输送数值模拟方法，所述步骤s3中还包括
8.一种基于高保真粗糙裂缝结构化网格的支撑剂输送数值模拟系统，包括以下模块：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1-8任一项所述的支撑剂输送数值模拟方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1-8任一项所述的支撑剂输送数值模拟方法的步骤。
