在保证裂缝间通量分布均匀的有限入口条件下，研究了均匀岩石中多条紧密间隔水力裂缝的同时扩展问题。特别研究了结果对断裂扩展制度的敏感性。水力裂缝的扩展主要有四种模式，与两种耗散机制(与流体粘度和岩石韧性有关)和流体储存机制(压裂液漏失)之间的相互作用有关，这种机制可以发生在裂缝内部或地层内部。结果表明，断裂行为随裂缝扩展模式的变化而发生显著变化。特别是，在黏度主导状态下扩展的裂缝表现出弱的应力阴影相互作用，主要以径向生长，并形成几乎相同的裂缝几何形状。相比之下，在韧性范围内扩展的裂缝表现出强烈的应力阴影相互作用，以单个节段的形式生长，避免其他同时扩展的节段，并发展出类似花瓣的几何结构，其中整体几何是径向均匀的，但个别裂缝形成不重叠的部分的总表面积。给出了具有和不具有应力各向异性的牛顿流体、幂律流体的结果，并考虑了断裂韧性各向异性的情况。最后，研究了不同裂缝类型下裂缝间距对裂缝几何形状的影响。





图1 同时生长的多个水力裂缝示意图





图2 牛顿流体(n = 1)和各向同性地层(Rk = 1)在5(上)和10(下)裂缝情况下水力裂缝状态的参数空间。参数空间内的黑色圆形标记对应于FrackOptima中用于计算裂缝几何形状的参数。裂缝间距为6.1米(20英尺)。





图3 对于高滤失的中间区域，裂缝总面积和破裂裂缝面积与裂缝间距的比值(图2中的案例6)。顶部区域显示10例裂缝的最终几何形状(图中填充的圆形标记)，底部区域显示5例裂缝的最终几何形状(图中空心圆形标记)。

在保证裂缝间通量分布均匀的有限入口条件下，研究了均匀岩石中多条紧密间隔水力裂缝的同时扩展问题。特别研究了结果对断裂扩展制度的敏感性。水力裂缝的扩展主要有四种模式，与两种耗散机制(与流体粘度和岩石韧性有关)和流体储存机制(压裂液漏失)之间的相互作用有关，这种机制可以发生在裂缝内部或地层内部。结果表明，断裂行为随裂缝扩展模式的变化而发生显著变化。特别是，在黏度主导状态下扩展的裂缝表现出弱的应力阴影相互作用，主要以径向生长，并形成几乎相同的裂缝几何形状。相比之下，在韧性范围内扩展的裂缝表现出强烈的应力阴影相互作用，以单个节段的形式生长，避免其他同时扩展的节段，并发展出类似花瓣的几何结构，其中整体几何是径向均匀的，但个别裂缝形成不重叠的部分的总表面积。给出了具有和不具有应力各向异性的牛顿流体、幂律流体的结果，并考虑了断裂韧性各向异性的情况。最后，研究了不同裂缝类型下裂缝间距对裂缝几何形状的影响。





图1 同时生长的多个水力裂缝示意图





图2 牛顿流体(n = 1)和各向同性地层(Rk = 1)在5(上)和10(下)裂缝情况下水力裂缝状态的参数空间。参数空间内的黑色圆形标记对应于FrackOptima中用于计算裂缝几何形状的参数。裂缝间距为6.1米(20英尺)。





图3 对于高滤失的中间区域，裂缝总面积和破裂裂缝面积与裂缝间距的比值(图2中的案例6)。顶部区域显示10例裂缝的最终几何形状(图中填充的圆形标记)，底部区域显示5例裂缝的最终几何形状(图中空心圆形标记)。