基于能量守恒的半解析半数值多裂缝扩展模拟方法

作者：钟安海; 鲁明晶; 张潦源; 钱钦; 贺文君; 程呈; 朱海燕

来源：科学技术与工程, 2023, 23(36): 15456-15464.

DOI：10.3969/j.issn.1671-1815.2023.36.014

• 多裂缝扩展
• 能量守恒
• 近似解
• 流固耦合
• 水力压裂

为研究水平井在进行水力压裂时的裂缝扩展机理,将无量纲近似解与能量守恒相结合,建立一种半解析半数值的多裂缝扩展模拟新方法,并开发高精度和高效率的裂缝扩展程序C5Frac。使用该方法分别针对单裂缝和多裂缝扩展进行模拟,并使用隐式水平集算法(implicit level set algorithm,ILSA II)进行对比验证。结果表明:单裂缝扩展时,C5Frac计算得到的裂缝半径、缝口宽度和进液效率与参考解的误差均在1%以内;多裂缝扩展时,C5Frac计算得到的裂缝半径、缝口宽度和缝内流量与ILSA II非常接近,裂缝总面积与ILSA II的误差保持在5%以内,且运算效率得到明显提高。该模拟方法可以在保证结果准确性的同时大大减少计算时间,可为多裂缝扩展数值模拟研究提供新思路。

• 单位
  成都理工大学