弹塑性水力压裂模型

建立考虑岩层弹塑性和层理面的三维有限元模型，更准确地模拟深层页岩水力裂缝的垂直扩展行为。

Liao, Songze · 胡景宏 · 张园

Engineering Fracture Mechanics 2024

参数信息

界面强度与基质强度之比

0.25 - 0.5

技术优势

更贴近真实岩层

引入Drucker-Prager弹塑性本构，弥补弹性模型忽视塑性变形的不足，使裂缝形态预测更准确。

给出跨层判据

明确裂缝穿越层理的条件：界面强度与基质强度之比在0.25-0.5之间，可直接用于压裂设计。

融合层理影响

模型同时考虑层理面，高胶结层理可促进裂缝沟通多层，突破低强度层理则困难。

应用场景

• 水力压裂设计：用跨层判据优化压裂参数，避免盲目试错。
• 岩石力学测试：指导测试关注界面与基质强度比等关键参数。
• 页岩气开采：辅助深层页岩压裂设计，提高多层动用率。