水力压裂增产是页岩气开发所使用的关键技术之一。在微地震数据采集和处理领域的最新技术表明：受原生天然裂缝的影响，水力压裂增产常常会导致形状复杂的水力裂缝网络。对水力压裂过程进行模拟时，需要与原位应力响应特征和工程流体（包括水、支撑剂和其它化学剂）流动特性相互结合。此外，较高的雷诺数也表明，水力压裂过程中的流动方式为过渡性流动或紊流。因此，所得出的数学模型比较复杂，需要进行数值解算。
在本论文中，我们开发出了一种水力压裂模型，该模型考虑到了原位应力对紊流过程的响应。我们采用了混合有限元方法对耦合非线性偏微分方程结果系统进行数值解算。我们还通过回归试验，利用双翼水力裂缝模型对所提出的模型进行了验证。初步的数值结果表明，此模型的水力裂缝生长情况与假定水力压裂过程为层流的模型有明显的不同。我们已经将所提出的水力压裂模型整合到数值化油气藏模拟软件中，同时正在进行油田规模的数值化模拟研究。本研究的初步结果指出，所提出的模型也能够在初始裂缝测绘的基础上，对水力裂缝和原生天然裂缝之间的相互作用进行模拟。
所提出的模型使业界能够通过数值模拟，对水力压裂增产设计进行优化，这对于非常规油气藏的生产具有非常重要的意义。
