三维浮力水力压裂扩展：点源恒定注入

深部扩展的水力压裂受到由流体与固体密度差引起的浮力作用。本文关注从初始径向扩展向拉长的浮力扩展转变的分析——这是理解上地壳垂直水力压裂范围的关键课题。利用完全耦合数值模拟和标度分析，我们表明单一无量纲数控制浮力水力压裂扩展：即浮力达到量级为一时径向水力压裂的无量纲黏度。它量化了向浮力转变是发生在径向水力压裂扩展仍处于黏性流动耗散主导的 regime，还是已进入断裂能耗散主导的 regime。晚期出现一类裂缝形态，从指状（韧性 regime）到倒置拉长的棍棒状（黏性 regime）。三维韧性主导的浮力裂缝呈现指状形态，具有恒定体积的韧性主导头部和具有恒定均匀水平宽度的黏性尾部：在浮力起始后无进一步水平扩展。然而，若向浮力转变发生在黏性主导 regime 内，垂直和水平扩展都会持续以匹配标度分析。一旦断裂韧性不严格为零，当无量纲水平韧性达到量级为一时水平扩展停止。水平宽度遵循预测的标度。