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An Extended Finite Element Model for Fluid Flow in Fractured Porous Media

机译：裂缝多孔介质中流体流动的扩展有限元模型

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This paper proposes a numerical model for the fluid flow in fractured porous media with the extended finite element method. The governing equations account for the fluid flow in the porous medium and the discrete natural fractures, as well as the fluid exchange between the fracture and the porous medium surrounding the fracture. The pore fluid pressure is continuous, while its derivatives are discontinuous on both sides of these high conductivity fractures. The pressure field is enriched by the absolute signed distance and appropriate asymptotic functions to capture the discontinuities in derivatives. The most important advantage of this method is that the domain can be partitioned as nonmatching grid without considering the presence of fractures. Arbitrarily multiple, kinking, branching, and intersecting fractures can be treated with the new approach. In particular, for propagating fractures, such as hydraulic fracturing or network volume fracturing in fissured reservoirs, this method can process the complex fluid leak-off behavior without remeshing. Numerical examples are presented to demonstrate the capability of the proposed method in saturated fractured porous media.
机译：本文提出了具有延长有限元法的裂缝多孔介质中流体流动的数值模型。控制方程占多孔介质和离散的自然骨折中的流体流动，以及骨折和裂缝周围的多孔介质之间的流体交换。孔隙流体压力是连续的，而其衍生物在这些高导电性裂缝的两侧是不连续的。压力场通过绝对符号距离和适当的渐近功能来富集，以捕获衍生物中的不连续性。这种方法的最重要优点是域可以在不考虑存在裂缝的情况下作为非匹配网格划分。可以通过新方法对任意多重，扭结，分支和交叉裂缝进行处理。特别地，对于在裂缝储层中的液压压裂或网络体积压裂的裂缝中，这种方法可以在不倒闭的情况下加工复杂的流体泄漏行为。提出了数值例证以证明所提出的方法在饱和裂缝多孔介质中的能力。

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