[發(fā)明專利]縫洞組合模型的構建方法及探測儲層縫洞變形的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710133670.4
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN108572401B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 呂心瑞
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院
• 主分類號: G01V99/00
• 分類號: G01V99/00
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建

1.一種縫洞組合模型的構建方法，其特征在于，包括：

獲得溶洞整體控制模型；

獲得裂縫整體控制模型；

對所述溶洞整體控制模型和所述裂縫整體控制模型進行耦合疊加，獲得縫洞組合模型；

其中，所述溶洞整體控制模型為：

其中，K表示滲透系數(shù)張量，表示材料損傷時節(jié)點位移與節(jié)點力的整體關系矩陣，[K_up]表示孔隙壓力與節(jié)點力的整體關系矩陣，[K_pp]表示孔隙壓力與滲流節(jié)點載荷的整體關系矩陣，Δp表示孔隙壓力增量，ΔU表示位移增量，{ΔR_U}表示節(jié)點力增量，{ΔR_p}表示滲流節(jié)點載荷增量；

獲得所述裂縫整體控制模型的方法包括：獲得裂縫流體流動數(shù)學模型；獲得裂縫體積變形控制模型；獲得孔隙介質的有效應力模型；獲得裂縫滲透系數(shù)控制模型；根據(jù)所述裂縫流體流動數(shù)學模型、所述裂縫體積變形控制模型、所述孔隙介質的有效應力模型和所述裂縫滲透系數(shù)控制模型獲得初始裂縫整體控制模型；還包括修正步驟，獲得損傷參數(shù)，利用所述損傷參數(shù)對初始裂縫整體控制模型進行修正，得到修正后的裂縫整體控制模型；

所述修正后的裂縫整體控制模型為：

其中，K表示滲透系數(shù)張量，表示孔隙壓力與節(jié)點力的整體關系矩陣，表示孔隙壓力與滲流節(jié)點載荷的整體關系矩陣，表示節(jié)點位移與節(jié)點力的整體關系矩陣，ΔP_f表示孔隙壓力增量，ΔU_f表示位移增量，表示節(jié)點力增量，表示滲流節(jié)點載荷增量。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，進行所述耦合疊加的條件為：

|p-p_f|≤5％*pt和|v-v_f|≤1％*v，或

|p-p_f|≤1％*p和|v-v_f|≤1％*v，

其中，p為所述溶洞整體控制模型在每個時間步得到的溶洞周邊孔隙壓力，p_f為所述裂縫整體控制模型在與所述溶洞整體控制模型相同時間步得到的裂縫周邊孔隙壓力，p_t為每個時間步的實際壓力值，所述實際壓力值通過查詢開發(fā)過程中生產(chǎn)井的測壓數(shù)據(jù)獲得，v為所述溶洞整體控制模型在每個時間步得到的溶洞內(nèi)流體流速，v_f為所述裂縫整體控制模型在與所述溶洞整體控制模型相同時間步得到的裂縫內(nèi)流體流速。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述裂縫流體流動數(shù)學模型為：

sφ_ev_i＝k_ijJ_j，

其中，s為流體的飽和度，φ_e為巖石的有效孔隙率，v_i為i向量方向的流體速度，J_j為j向量方向的測壓水頭的梯度，k_ij為滲透張量，記作[K]：

4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，獲得所述裂縫體積變形控制模型包括以下步驟：

獲得外力壓力作用下的裂縫體積第一應變函數(shù)；

獲得裂縫整體變形的第二應變函數(shù)；

將所述第一應變函數(shù)和所述第二應變函數(shù)聯(lián)立，獲得所述裂縫體積變形控制模型。

5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一應變函數(shù)為：

其中，σ_p為外部壓力，K_v為多孔介質的體積模量，ε_v為體積應變量。

6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二應變函數(shù)為：

其中，φ為巖石的孔隙度，K_s為固體顆粒的體積模量，K_f為孔隙流體的體積模量。

7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述裂縫體積變形控制模型為：