[發明專利]一種水平井分段多簇壓裂裂縫三維擴展形態的計算方法

在審

• 申請號: 202210907834.5
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115994397A
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 紀國法;趙文偉
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T17/00;G06F17/11;G06F119/14
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張璐

本發明公開了一種水平井分段多簇壓裂裂縫三維擴展形態的計算方法，所述方法包括：獲取地層參數、壓裂施工參數和工程參數；建立誘導應力干擾下水平井分段多簇壓裂裂縫全三維模型，所述誘導應力干擾下水平井分段多簇壓裂裂縫平面全三維模型包括多簇壓裂裂縫平面全三維模型和誘導應力模型；根據地層參數、壓裂施工參數、工程參數以及誘導應力干擾下水平井分段多簇壓裂裂縫平面全三維模型確定誘導應力干擾下的目標裂縫三維擴展形態。本發明構建一種新的平面全三維模型，該模型考慮了裂縫的雙線性流動，使得計算結果更符合實際裂縫擴展形態；考慮了誘導應力對多裂縫擴展形態的影響，使得本方法計算的多裂縫擴展形態更加符合實際地下裂縫延伸情況。

技術領域

本發明涉及非常規油氣儲層改造技術領域，尤其涉及一種水平井分段多簇壓裂裂縫三維擴展的計算方法。

背景技術

頁巖氣作為非常規天然氣的一種，其儲量豐富，相比較其他化石燃料具有低碳環保的特點。水平井分段多簇壓裂改造技術是實現非常規油氣開采的重要手段，多裂縫擴展能夠溝通天然裂縫和層理，以及利用誘導應力促使地層應力場發生改變，使得裂縫轉向產生分支裂縫，在儲層中形成復雜網絡，提升油氣產量。裂縫的三維擴展形態刻畫將是支撐劑用量設計以及裂縫導流能力預測等壓裂施工設計的重要一環。

目前國內外學者已在不同前提條件下構建了不同的二維模型、擬三維模型和全三維模型。其中二維模型結構簡單，計算方便，但其裂縫二維形態與實際裂縫三維擴展形態有很大差距；擬三維模型雖考慮了裂縫的三維延伸，但裂縫內液體流動仍為一維流動；全三維模型能夠模型裂縫的三維擴展以及縫內液體二維流動，但其計算復雜，難以推廣應用。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種水平井分段多簇壓裂裂縫的三維擴展形態的計算方法，能夠解決現有技術中采用二維模型因其結構簡單導致裂縫形態與實際形態差距較大，以及采用全三維模型需考慮到縫內液體二維流動導致的計算復雜的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種水平井分段多簇壓裂裂縫的三維擴展形態的計算方法，包括：

獲取地層參數、壓裂施工參數和工程參數；

建立誘導應力干擾下水平井分段多簇壓裂裂縫全三維模型，其中所述誘導應力干擾下水平井分段多簇壓裂裂縫平面全三維模型包括多簇壓裂裂縫平面全三維模型和誘導應力模型；

根據所述地層參數、壓裂施工參數、工程參數以及所述多簇壓裂裂縫平面全三維模型確定水平井分段多簇裂縫的初始裂縫三維擴展形態；

根據所述初始裂縫三維擴展形態以及誘導應力模型確定誘導應力干擾下的現地應力場，并確定所述誘導應力干擾下的現地應力場的應力強度因子；

根據所述誘導應力干擾下的現地應力場對所述地層參數、壓裂施工參數和工程參數進行更新；

將更新后的地層參數、壓裂施工參數、工程參數以及應力強度因子輸入到多簇裂縫平面全三維模型計算得到誘導應力干擾下的目標裂縫三維擴展形態。

在一些有可能的實現的方式中，所述多簇壓裂裂縫平面全三維模型包括：多個單簇裂縫平面全三維模型，所述地層參數、施工參數和工程參數均包括多個單簇的地層參數、施工參數和工程參數；根據所述地層參數、壓裂施工參數、工程參數以及多簇壓裂裂縫平面全三維模型確定水平井分段多簇裂縫的初始裂縫三維擴展形態，包括：

將所述多個單簇的地層參數、施工參數和工程參數分別輸入對應的單簇裂縫平面全三維模型得到對應的多個單簇的裂縫三維模型擴展形態；

其中，所述多個單簇的裂縫三維模型擴展形態共同構成多水平井分段多簇裂縫的初始裂縫三維擴展形態。