水力裂缝堵漏运移模型

预测颗粒架桥位置

结合岩石变形、裂缝扩展与颗粒运移，从起裂到封堵全程模拟井筒强化过程，为堵漏材料选型提供定量依据。

Cheng, Shaoyi · 吴必胜 · Huppert, Herbert · 马天寿 · 陈朝伟 · 谭鹏

Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 2025

参数信息

初始颗粒浓度阈值

0.8

技术优势

能看到架桥位置

模型求解了颗粒运移方程，能给出颗粒在裂缝中的运移轨迹和架桥位置，不用再做大量堵漏试验。

抓出两个控制参数

通过量纲分析发现，无量纲韧性和归一化初始颗粒浓度两个参数就决定了颗粒的运移和架桥行为，把复杂问题简化。

给出0.8分界线

初始浓度大于0.8时颗粒在入口附近架桥，小于0.8时在尖端附近架桥，工程师可以直接根据这个判断调整堵漏浆配方。

应用场景

• 钻井堵漏设计：输入地层和堵漏材料参数，就能预测颗粒架桥位置和封堵效果，减少堵漏试错次数。
• 井壁强化：模拟裂缝从起裂到止裂全过程，帮助判断堵漏颗粒能否在裂缝中形成有效封堵。
• 水力压裂模拟：在压裂模拟中考虑颗粒运移和架桥，能更真实地反映支撑剂或堵漏颗粒对裂缝扩展的影响。
• 颗粒运移预测：用两个无量纲参数就能描述颗粒在裂缝中的运移规律，大幅简化预测。