[發明專利]模擬地層中的可變裂縫的方法以及堵漏液的優化方法

在審

• 申請號: 202010380941.8
• 申請日: 2020-05-08
• 公開（公告）號: CN111581819A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 邱正松;李佳;趙沖;鐘漢毅;黃達全;趙欣;陳安亮;楊一凡;黃維安
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/02;E21B49/00;G06F111/10
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李健;溫春艷

1.一種模擬地層中的可變裂縫的方法，其特征在于，所述地層包括位于井筒(19)側壁的所述可變裂縫(20)，所述方法包括：

根據所述可變裂縫(20)在所述井筒(19)中的受力和尺寸以及所述可變裂縫(20)處的巖石系數建立裂縫模型，以確定所述可變裂縫(20)的裂縫開度分布。

2.根據權利要求1所述的模擬地層中的可變裂縫的方法，其特征在于，所述裂縫模型由以下公式預先建立：

其中，x為所述可變裂縫(20)中的某一點處距離所述井筒(19)側壁處的徑向長度；w(x)為所述可變裂縫(20)在該點處的裂縫開度；q為巖石系數；P為所述可變裂縫(20)在所述井筒(19)中的受力；k為所述可變裂縫(20)的形狀系數；L為所述可變裂縫(20)在所述井筒(19)中的徑向長度；R為所述井筒(19)的半徑。

3.根據權利要求2所述的模擬地層中的可變裂縫的方法，其特征在于，

P＝p_w-S_h+c(S_H-S_h) (3)

其中，q為巖石系數；v為巖石的泊松比；E為巖石的彈性模量；P為所述可變裂縫(20)在所述井筒(19)中的受力；p_w為所述井筒(19)的壓力；S_H為所述井筒(19)在所述可變裂縫(20)處的最大水平地應力；S_h為所述井筒(19)在所述可變裂縫(20)處的最小水平地應力；c為地應力的各向異性系數。

4.一種堵漏液的優化方法，其特征在于，所述堵漏液用于封堵可變裂縫(20)，所述優化方法包括：

S1：根據權利要求1-3中任意一項所述的模擬地層中的可變裂縫的方法確定所述可變裂縫(20)的裂縫開度分布；

S2：根據所述可變裂縫(20)的裂縫開度分布中的最大裂縫開度和最小裂縫開度來確定所述堵漏液的粒徑分布范圍，并且從所述粒徑分布范圍中選定所述堵漏液的粒徑分布通過堵漏模擬實驗得到實驗數據；

S3：根據多組粒徑分布的所述堵漏液相應得到的多組所述實驗數據評價各組所述堵漏液的堵漏效果。

5.根據權利要求4所述的堵漏液的優化方法，其特征在于，所述堵漏液的粒徑分布由以下公式確定：

其中，Y為所述固體顆粒中的小于粒徑d的固體顆粒所占的質量分數；d為所述固定顆粒的最大粒徑和最小粒徑之間的任意粒徑值，其中，所述最大粒徑和最小粒徑分別根據所述可變裂縫(20)的最大裂縫開度和最小裂縫開度確定；d_m為所述固體顆粒的平均粒徑；SD為所述固體顆粒的粒徑分布的標準差。

6.根據權利要求4所述的堵漏液的優化方法，其特征在于，在步驟S2中，在所述堵漏模擬實驗中，根據所述可變裂縫(20)的裂縫開度分布確定模擬裂縫(21)，通過所述堵漏液封堵所述模擬裂縫(21)形成封堵層，然后，通過鉆井液沖擊所述封堵層得到所述實驗數據，所述實驗數據包括所述封堵層的突破壓力、所述封堵層的封堵位置和所述封堵層的粒度變化；在步驟S3中，根據多組所述實驗數據建立評價指標，以評價所述堵漏液的堵漏性能。

7.根據權利要求6所述的堵漏液的優化方法，其特征在于，在步驟S3中，所述評價指標由以下公式確定：

其中，PLCQ1為第一評價指標；P_b為某組所述實驗數據中的所述封堵層的突破壓力；為多組所述實驗數據中的所述突破壓力的平均值；x為該組所述實驗數據中的所述封堵層的當量封堵位置；為多組所述實驗數據中的所述當量封堵位置的平均值；C_p為該組所述實驗數據中的所述封堵層的粒徑變化；為多組所述實驗數據中的所述粒徑變化的平均值。