黏聚单元法的剪切硬化模型及其在裂缝性储层剪切水力裂缝模拟中的应用

粘性单元法已被广泛用于水力压裂的建模，但长期以来，岩石基质和天然裂缝的剪切强度和剪切断裂能随围压的增加而硬化的特性尚未应用于粘性单元的本构关系。在本研究中，提出并验证了剪切硬化模型和相应的用户子程序USDFLD。数值结果表明，剪切硬化模型在模拟裂缝性储层的初始地应力状态和剪切水力裂缝（SHF）扩展方面具有良好的性能。分析和讨论了天然裂缝粗糙度、天然裂缝网络方位角和应力场对SHF影响的分布和比例。结果表明，SHF是裂缝性储层水力裂缝网络的重要组成部分，占18%–61%，在提高水力裂缝网络复杂性方面发挥着重要作用。SHF有可能成为裂缝网络的主要类型，这表明它在提高裂缝性储层电导率方面的贡献不容忽视。水力裂缝网络的宏观宽度和主要水力裂缝的弯曲度随着粗糙度的增加而减小。高应力差是SHF发展的有利应力环境。随着裂缝性储层绝对围压的增加，剪切水力裂缝成为主要裂缝的可能性显著增加。