粘性主导 regime 下流体驱动裂纹的动力学

在水力压裂过程中，向脆性弹性介质中注入压力流体会导致流体填充裂纹的形成与生长。一种类圆盘状或圆形裂纹在注入粘性流体且流量恒定的条件下，从点源向 radially 方向生长。我们报告了关于粘性主导 regime 下裂纹传播动力学的实验研究。我们测量了在不同介质和流体的机械性能以及不同的注入参数下的裂纹口径和半径随时间的变化。我们的实验表明，即使在注入停止后，裂纹仍会继续在不可渗透的脆性基质中扩张。在粘性 regime 下，裂纹半径在注入期间按 $t^{4/9}$ 进行尺度化。停机后，裂纹以较慢的速率继续传播，这与尺度论断言的预测一致，半径按 $t^{1/9}$ 进行尺度化。最终，裂纹达到由材料硬度决定的平衡状态。这些结果为研究岩石中的水力压裂传播提供了洞察。