[發明專利]一種油藏壓裂裂縫網絡擴展路徑計算方法

在審

• 申請號: 202111148918.7
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113919147A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 趙輝;盛廣龍;周玉輝;饒翔;鐘珣;劉偉
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/28;E21B43/26;G06F111/08;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 武漢謙源知識產權代理事務所(普通合伙) 42251
• 代理人: 王力

1.一種油藏壓裂裂縫網絡擴展路徑計算方法，其特征在于，包括：

S1、將地層劃分成一定大小的多個地質單元體；

S2、確定初始壓裂坐標點；

S3、針對各個地質單元體，在壓裂液滲透到裂縫時，引入流體壓降方程進行縫內流壓的修正，并計算對應地質單元體縫內壓裂液滲透流體壓力；

S4、獲取壓裂裂縫擴展過程中，所需用到的各項儲層地質參數，根據所述各項儲層地質參數以及天然裂縫分布規律，確定裂縫尖端形成的周應向力分布以及周圍各地質單元體的臨界破裂應力；所述各項儲層地質參數包括地應力場、裂縫起裂臨界應力、裂縫內的流壓、裂縫的應力陰影效應；

S5、針對已形成次生裂縫的地質單元體，當裂縫尖端周圍的周應向力大于所述臨界破裂應力時，則輸出裂縫形態，否則執行下一步驟；

S6、根據所述周向應力和所述裂縫起裂臨界應力，進行裂縫起裂應力強度的計算；引入分形概率指數，根據所述裂縫起裂應力強度以及分形概率指數，確定處于所述次生裂縫尖端周圍的各地質單元體的裂縫擴展概率；

S7、結合各項裂縫擴展概率，確定裂縫擴展方向；

S8、采用所述應力陰影效應校正裂縫網絡隨所述裂縫擴展方向進行延伸后，對相應地質單元體帶來的應力變化影響，并返回到步驟S4，直到不再出現裂縫擴展。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，共計劃分得到200×200個地質單元體，且，各所述地質單元體的控制面積為1m×2m。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3中，所述流體壓降方程具體為：

其中，v_x為流體在裂縫軸上向上的流動速度，μ為流體粘度，p為縫內流體壓力，為裂縫軸向的壓降梯度，為裂縫寬度方向的壓降梯度，為裂縫高度方向的壓降梯度。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中，所述根據所述周向應力和所述裂縫起裂臨界應力，進行裂縫起裂應力強度的計算包括：

根據下述公式進行裂縫起裂應力強度的計算：

其中，σ_fr為裂縫起裂應力強度，σ_θ為周向應力，σ_cr為裂縫起裂臨界應力；r為起裂點距離裂縫尖端的距離；θ為應力角度；K₁為第一裂縫應力強度因子，K₂為第二裂縫應力強度因子；K_IC為裂縫尖端的斷裂韌度。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，第一裂縫應力強度因子K₁受地應力和縫內流體壓力的綜合作用，具體表示為：

其中，α為裂縫面法線方向與坐標軸的夾角；a表示裂縫的半長；p_net為裂縫凈壓力。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，第二裂縫應力強度因子K₂受地應力和縫內流體壓力的綜合作用，具體表示為：

其中，σ_xx和σ_yy分別表示為沿裂縫主方向和法方向的應力；α為裂縫面法線方向與坐標軸的夾角；a表示裂縫半長。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S6中，所述根據所述裂縫起裂應力強度以及分形概率指數，確定處于所述次生裂縫尖端周圍的各地質單元體的裂縫擴展概率包括：

通過以下公式進行所述裂縫擴展概率的計算：

其中，σ_θ為周向應力，σ_cr為裂縫起裂臨界應力，η為分形概率指數，p(i,j)為裂縫擴展概率，N為總擊穿點個數，(σ_θ-σ_cr)_(i,j)為(i,j)點的裂縫起裂應力強度。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S7中，所述結合各項裂縫擴展概率，確定裂縫擴展方向包括：

確定應力差梯度，當所述應力差梯度越大時，裂縫將朝著應力差大的方向進行擴展；

確定壓裂液注入壓力，當所述壓裂液注入壓力越大時，裂縫的擴展距離將越大；

確定分形概率指數，當所述分形概率指數越大時，裂縫將朝著易破裂點進行擴展。