预测水力裂缝穿过胶结天然裂缝的定量模型

基于数值模拟和统计回归，提出了一种预测水力裂缝在胶结天然裂缝中扩展的定量模型。采用粘性带方法捕捉裂缝的萌生和生长，并建立了岩石变形和流体流动相结合的模型，以模拟具有预先存在的天然裂缝的水力裂缝扩展。采用有限元方法对数值模型进行了求解，并与经典断裂问题的解析解进行了验证。对水力裂缝扩展影响因素的研究表明，水平主应力差、接近角、天然裂缝的胶结强度、注入速率和流体粘度共同决定水力裂缝是否跨越天然裂缝扩展。在识别了这些影响因素之后，基于不同的因素水平组合进行了一系列数值案例。然后采用logistic回归方法，得到了交叉结果与各因子之间的定量关系，回归方程的精度在99%以上。绘制交叉曲线以给出不同其他影响因素的注入速率阈值。潜在的应用包括在裂缝网络传播的数值模拟中使用交叉准则以及在实际油田中优化注入速率。