关于水力压裂用稀化流体的等价性

本文旨在回答一个问题：当用于水力压裂时，非牛顿流体是否以及如何在力学作用上进行比较？通过采用PKN问题的修正公式，我们得到了理想塑性流体和牛顿流体情况下的简单解析解。由于剪切稀化流体的结果介于这两种情况之间，因此所得到的裂缝长度方程为水力压裂问题中各种剪切稀化流体的等价性提供了一个判据。我们假设流体在水力压裂作用中等价，当在参考时刻它们产生相同长度的裂缝时。裂缝长度方程将水力裂缝长度和处理时间方面的等价性转化为压裂液性质（流性指数和稠度指数）方面的等价性。分析表明，尽管PKN和KGD模型涉及不同的平面应变状态，但稠度指数和流性指数对裂缝长度、颗粒速度和传播速度的影响非常相似。从力学角度来看，稀化流体之间的差异并不显著；当希望某个量在小（大）时间下更大（更小）时，可以考虑这些差异。我们得出结论，在比较的流体根据所建议的判据在力学效应上等价的前提下，压裂液的选择主要应根据技术和/或经济考虑进行。