基于水平集法的三维非均质岩石建模及水力压裂特性

来源期刊：东北大学学报(自然科学版)2019年第1期

论文作者：李明 史艺涛 李鑫 梁力

文章页码：109 - 114

关键词：水力压裂;水平集法;弥散裂缝模型;非均质岩石;流-固耦合;

摘    要：采用水平集法（LSM）描述非均质岩石的静态材料边界特性,探讨分层特性、含有随机分布包裹体特性和具有Weibull分布特性的三种非均质岩石材料有限元建模方法,并与基于完全流-固耦合弹塑性理论的弥散裂缝模型相结合进行水力压裂过程的模拟.在水力压裂模型中通过Corey关系和相对渗透率计算压裂液与原有液体混合的特性.最后进行符合Weibull分布的非均质岩石材料的水力压裂传播特性的计算,给出了等效开裂区域的发展过程、注水点处水压力与注水时间变化曲线和有效应力路径.模拟结果表明,采用水平集法能够有效地描述岩石材料的非均质特性,同时该法能够与弥散裂缝模型很好地结合,实现三维非均质岩石的建模与水力压裂过程的模拟.