Данная работа посвящена моделированию трещины гидроразрыва пласта в модифицированной квазитрехмерной постановке, позволяющей более точно, чем в двумерных моделях, и с низкими затратами вычислительных ресурсов оценивать развитие трещины гидроразрыва в слоистой среде. Актуальность моделирования процесса гидроразрыва заключается в достаточно высокой степени неопределенности получаемых результатов в результате проведения операции вследствие низкой точности существующих инструментов измерения характеристик получаемой трещины ГРП (микросейсмический монтиринг, температурный каротаж и др.). Инструменты численного моделирования позволяют добиваться лучшего понимания и контроля прогнозируемой геометрии трещины ГРП. В настоящей работе рассмотрены существующие подходы к моделированию ГРП, включающие простые двумерные модели Христиановича-Гиртсма-де Клерка, Перкинса-Керна-Нордгрена, квазитрёхмерную модель и трёхмерную модель. Описана модифицированная схема классической квазитрёхмерной модели, позволяющая производить эффективный расчёт. Подробно рассмотрены основные гипотезы модели, дана математическая постановка задачи, рассмотрены вопросы моделирования течения жидкости, механики разрушения и механики упругой деформации. Сформулированная модель сочетает в себе наиболее простые, проверенные элементы, позволяющие с низкими затратами вычислительных ресурсов моделировать гидроразрыв. Результатом работы также стал набор программных модулей, позволяющий моделировать распространение трещины ГРП в слоистой среде, принимая во внимание утечки. Произведено сравнение получаемых результатов с результатами расчётов в коммерческом симуляторе MFRAC на наборе из 70 сгенерированных примеров.

• ВВЕДЕНИЕ
  • 1.1 Обзор литературы
  • 1.1.1 Методы математического моделирования
  • 1.1.2 Аналитические модели
  • 1.1.3 Плоские трёхмерные, псевдотрёхмерные и трёхмерные модели ГРП
• ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
  • 2.1 Геометрия PKN и P3D
  • 2.2 Течение жидкости
  • 2.3 Гипотезы моделей PKN и P3D
  • 2.4 Определение осреднённых характеристик для однослойной модели
  • 2.5 Уравнение баланса массы жидкости в традиционной и модифицированной постановках
  • 2.6 Система уравнений для модели PKN
  • 2.7 Переход к P3D модели
  • 2.8 Решение задачи механики
  • 2.10 Сравнение с MFRAC
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• ОХРАНА ТРУДА
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ