多孔弹性岩石中水力裂缝网络扩展的相场模拟

本文建立了一个相场模型，并将其应用于研究具有预先存在裂缝的饱和孔隙弹性岩石中水力压裂的扩展。相场模型用连续扩散损伤场代替了离散的、不连续的裂缝，因此能够模拟复杂的裂缝现象，如裂缝分支和合并。具体而言，使用所提出的模型模拟了单个预先存在的天然裂缝或天然裂缝网络的岩石样本中的水力压裂扩展。结果表明，裂缝之间的距离对水力裂缝扩展方向的确定起着重要作用。虽然岩石渗透率对水力压裂导致的最终裂缝拓扑结构的影响有限，但它对岩石中流体压力的分布有很大影响。注入流体驱动的水力裂缝的扩展增加了天然裂缝网络的连通性，从而提高了岩石的有效渗透率。