[發明專利]一種暫堵轉向裂縫的預測方法及裝置

有效

• 申請號: 202110642217.2
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113987965B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 曾凡輝;張宇;張薔;郭建春;柯楊;王文博
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;E21B49/00;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種暫堵轉向裂縫的預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

收集計算所需基本參數；

通過位移不連續法，建立水力裂縫誘導應力場模型，計算任意位置的位移和應力分量；

計算水力裂縫和地層流體壓力變化產生的誘導應力，疊加原地應力、所述水力裂縫和所述地層流體壓力變化產生的誘導應力得到暫堵裂縫壁面應力分布參數，所述暫堵裂縫壁面應力分布參數包括正應力和剪應力；

考慮暫堵裂縫轉向角度，計算得到轉向角度方向的暫堵裂縫壁面上的應力分布參數；

計算暫堵劑形成暫堵墻的封堵摩擦強度和封堵剪切強度，選取堵摩擦強度和封堵剪切強度中的較小值作為暫堵劑承壓能力強度；

計算暫堵裂縫周向應力，比較暫堵裂縫周向應力與極限周向應力的大小，進行暫堵轉向裂縫預測。

2.根據權利要求1所述暫堵轉向裂縫的預測方法，其特征在于，計算所需基本參數包括儲層參數、壓裂參數、暫堵劑參數。

3.根據權利要求2所述暫堵轉向裂縫的預測方法，其特征在于，所述儲層參數包括原始地層壓力、儲層滲透率、儲層孔隙度、地應力、巖石力學參數，所述壓裂參數包括裂縫尺寸參數、壓裂液參數，所述暫堵劑參數包括暫堵段長度、暫堵位置、擴展步長。

4.根據權利要求1所述暫堵轉向裂縫的預測方法，其特征在于，所述計算暫堵劑封的堵摩擦強度和封堵剪切強度還包括：

暫堵劑中使用纖維材料時，考慮纖維材料增加的暫堵劑封堵剪切強度。

5.根據權利要求1所述暫堵轉向裂縫的預測方法，其特征在于，所述進行暫堵轉向裂縫預測還包括：

基于流量守恒原理，建立水力裂縫總流量與暫堵裂縫流量、直縫流量的關系式；基于壓力平衡準則，建立暫堵裂縫壓力和直縫壓力的關系式；

通過壓力流量耦合，計算得到暫堵裂縫流量和直縫流量。

6.一種暫堵轉向裂縫的預測裝置，包括：

基本參數獲取模塊，用于收集計算所需的基本參數；

水力裂縫位移和應力分量獲取模塊，用于通過位移不連續法，建立水力裂縫誘導應力場模型，計算任意位置的位移和應力分量；

暫堵裂縫應力獲取模塊，用于計算地層流體壓力變化產生的誘導應力，疊加原地應力和所述地層流體壓力變化產生的誘導應力得到暫堵裂縫壁面應力分布參數，所述暫堵裂縫壁面應力分布參數包括正應力和剪應力；考慮暫堵裂縫轉向角度時，計算得到轉向角度方向的暫堵裂縫壁面上的應力分布參數；

暫堵劑承壓能力強度確定模塊，用于計算暫堵劑形成暫堵墻的封堵摩擦強度和封堵剪切強度，選取堵摩擦強度和封堵剪切強度中的較小值作為暫堵劑承壓能力強度；

暫堵轉向裂縫預測模塊，用于計算暫堵裂縫周向應力，比較暫堵裂縫周向應力與極限周向應力的大小，進行暫堵轉向裂縫預測。

7.根據權利要求6所述暫堵轉向裂縫的預測裝置，其特征在于，計算所需基本參數包括儲層參數、壓裂參數、暫堵劑參數。

8.根據權利要求7所述暫堵轉向裂縫的預測裝置，其特征在于，所述儲層參數包括原始地層壓力、儲層滲透率、儲層孔隙度、地應力、巖石力學參數，所述壓裂參數包括裂縫尺寸參數、壓裂液參數，所述暫堵劑參數包括暫堵段長度、暫堵位置、擴展步長。

9.根據權利要求6所述暫堵轉向裂縫的預測裝置，其特征在于，還包括纖維材料單元，用于計算暫堵劑中使用纖維材料時纖維材料增加的暫堵劑封堵剪切強度。

10.根據權利要求6所述暫堵轉向裂縫的預測裝置，其特征在于，還包括：

流量計算單元，用于建立水力裂縫總流量與暫堵裂縫流量、直縫流量的關系式；

壓力計算單元，用于建立暫堵裂縫壓力和直縫壓力的關系式；

壓力流量耦合計算單元，用于計算得到暫堵裂縫流量和直縫流量。