摘要: 近些年，页岩气的开采引发了全世界的广泛关注。然而，由于页岩的致密性，页岩气被困于页岩体内难以逸出。目前，水力压裂是最为有效的页岩气开采技术，它以压裂液注入页岩气井中，通过高强度水压来压裂岩石，从而使得页岩气能通过裂缝从井中析出。

对于水力压裂过程实施准确的数值模拟不仅有助于深入理解各工艺参数的作用机理，还能通过有效的数值预测给出最优的工艺参数配置，可显著降低生产成本和提高经济效益。然而，由于涉及多裂纹甚至海量裂纹的萌生、扩展、分叉和联合，传统模拟裂纹扩展的数值方法如扩展有限元法^[1]等难以对该问题实施有效的数值模拟。

近场动力学方法^[2]作为一种新兴的基于非局部模型描述材料特性的数值计算方法，以积分方程替代传统微分方程，在连续与不连续处均成立，因此对于裂纹不需要做额外的特殊处理。这使得它对于模拟多裂纹尤其是海量裂纹问题具有强大优势，并已被诸多学者的研究所论证^[3-5]。

本文将采用近场动力学方法模拟页岩水力压裂过程，并依据模拟结果揭示水力压裂中各工艺参数的影响机理，如初始裂纹，水平井排布，地应力等。