液压裂缝的相场模型：Drucker-Prager 驱动力与混合耦合策略
计算工程、金融与科学
2025-06-24 v1 应用物理
摘要
近年来，人们对使用相场方法来模拟液压裂缝越来越感兴趣，以优化这一过程，这一过程是石油工程、采矿和地热能开采等行业的关键。本文提出了一种新的理论和计算相场框架，用于模拟液压裂缝。该框架通用且灵活，能够 improved treatment of fluid flow and phase field coupling, 并包含对裂缝驱动力的通用描述。这使得我们能够为相场液压裂缝社区带来两项创新：（i）一种新的混合耦合方法来处理裂缝-流体相互作用，提供更高的准确性和灵活性；（ii）基于 Drucker-Prager 的应变能分解，将液压裂缝模拟扩展到表现出非对称拉压裂缝行为的材料（如页岩岩石），并 enabled prediction of geomechanical phenomena such as fault reactivation and stick-slip behavior. 针对这些额外的建模能力，本文提出了四个案例研究，旨在提供关于渗透性耦合、裂缝行为以及液压裂缝模拟中的多轴条件的见解。开发的代码已免费提供给社区，可从 {https://mechmat.web.ox.ac.uk/ 下载。
关键词
引用
@article{arxiv.2506.18161,
title = {A phase field model for hydraulic fracture: Drucker-Prager driving force and a hybrid coupling strategy},
author = {Y. Navidtehrani and C. Betegón and J. Vallejos and E. Martínez-Pañeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.18161},
year = {2025}
}