基于离散裂缝网络模型的天然裂缝储层水力压裂过程数值模拟

本研究基于耦合不同类型预先存在的不连续性的离散裂缝网络（DFN）模型，对天然裂缝储层中的水力压裂过程进行了模拟。利用鄂尔多斯盆地露头和井下相机获得的天然裂缝和层面，建立了三维DFN模型。采用位移不连续法模拟了水力裂缝在层状和天然裂缝储层中的扩展，以及水力裂缝、天然裂缝和层面之间的复杂相互作用。结果表明，在流体注入过程中，水力裂缝和预先存在的不连续性之间发生了强烈的相互作用，导致了复杂的裂缝几何形状。当注入速率为0.01m3/min时，仅诱发一个主要水力裂缝，由于流体压力不够高，因此不会发生沿层理界面的裂纹扩展。随着注入速率的增加（0.1m3/min和1.0m3/min），天然裂缝和层面被激活，导致多个主要水力裂缝和网状裂缝。对于每种注入方案，随着压裂液的注入，水平和垂直方向的裂缝几何形状变得更加复杂。然而，当注入速率从0.01m3/min到1.0m3/min变化时，水平方向的裂缝复杂度小于垂直方向的裂缝复杂性。此外，研究结果表明，注入速度对裂缝复杂度的增加有很强的正向影响。