应用COMSOL Multiphysics分析多分支缝第二条裂缝起裂点

随着生产的进行，初次压裂裂缝逐渐闭合，为了进一步提高油气采收率，油田实施重复压裂措施。建立存在垂直于最小水平主应力方向裂缝的单缝重复压裂模型，裂缝长度为1m，裂缝宽度为0.005m，根据全尺寸单缝压裂和近井区域单缝压裂的有限元模拟结果，可以确定第二条裂缝的起裂点。根据软件输出的冯-米塞斯应力图，可确定应力图中有三个对称的应力集中区，如下图所示。

随着液柱压力的增大，近井区域在压裂缝尖端、压裂缝体和井眼上发生三个应力集中。这三个应力集中区是在压裂过程中，裂缝最容易起裂和延伸的部位。三个起裂点分别定义为2A、2B、2C。

对于水力压裂过程中，压裂裂缝尖端的应力集中对裂缝继续向前扩展是必须的，否则压裂缝将不会向前延伸，即起裂点2C优先。在压裂缝全堵和局部半堵时，端部的应力集中是不存在，即起裂点2C不存在。这种应力集中被裂缝形态、支撑剂和暂堵剂消除。此时井眼上的起裂点2A和裂缝中部的起裂点2B的应力集中成为裂缝起裂和延伸的可能。此时在井眼和裂缝中部起裂的新裂缝，倾向于垂直最大水平主应力，且新裂缝与原压裂缝垂直，具体如图所示。

作者：ZhaoH