模型化进入应力阻隔的水力压裂：理论与实用建议
流体动力学
2024-07-12 v1
摘要
当水力压裂到达应力阻隔时，数值建模变得复杂。对于高阻隔，可能需要更改计算方案。尽管已有进入阻隔内的传播建模实例，但没有普遍理论阐明何时以及为何常规方案可能变得不高效，以及如何克服计算困难。本文提出了该理论及其后续实用建议。我们从阻隔强度的定义出发，揭示阻隔强度可从无阻隔传播的零到通道化传播的无穷大不等。分析揭示了两种由空间离散化引起的计算困难：(i) 对于细网格普遍存在且因阻隔而加剧；(ii) 完全由强阻隔引起。建议使用一种避免空间离散化的渐近方法。通过解答任意阻隔强度的基准问题来加以说明。分析区分了裂缝进入阻隔的三个典型阶段，并提供阻隔强度函数的 Nolte-Smith 步参数和逗留时间的理论值。特殊分析确立了渐近方法的准确性和界限。结果表明，该方法为进入高、中甚至弱应力阻隔的裂缝渗透提供了物理上有意义且准确的结果。基于此，给出了简明实用建议，用于模型化具有应力阻隔的岩石中的水力压裂。这些建议可立即在任何使用空间离散化来建模裂缝传播的程序中实现。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.08367,
title = {Modeling Hydraulic Fracture Entering Stress Barrier: Theory and Practical Recommendations},
author = {Aleksandr Linkov and Liliana Rybarska-Rusinek and Ewa Rejwer-Kosińska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.08367},
year = {2024}
}