三维连续-离散孔隙-裂隙混合渗流模型和流固耦合模型模拟水力压裂

提出了考虑流体交换和裂缝处孔隙压力间断的三维(3D)连续-离散渗流混合模型。在该模型中，裂缝渗流和孔隙渗流同时考虑。而且，在断裂扩展过程中动态更新断裂附近相邻元素的节点共享连接。可以很好地考虑裂缝处的孔隙压力间断和流体交换，但不需要引入虚拟节理单元及其非常大的交换系数。将混合模型与有限离散元法( FDEM )耦合，建立模拟水力压裂的水力机械耦合模型。通过三个算例验证了混合渗流模型和水力-机械耦合模型。最后，利用耦合模型对水力压裂实验进行了模拟。模拟结果表明，地应力和接近角的差异是控制裂缝扩展行为的最重要因素，天然裂缝的抗剪强度也会影响交汇模式。