[發明專利]各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法

在審

• 申請號: 202211271131.4
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115423216A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 劉英君;鮮成鋼;李曹雄;申潁浩;王小瓊;張木楊
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/02;G06F17/13
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 唐民

1.一種各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，包括：

根據遠場地應力引起的各向異性儲層井周應力分量和鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量確定各向異性儲層井周總應力分量，其中，所述鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量通過借助構建本構方程、平衡方程、協調應變方程、應變-位移的關系和邊界條件進行確定；

根據固井對井底徑向應力傳遞的影響和所述各向異性儲層井周總應力分量確定射孔孔眼周圍的應力分量；

根據Jaeger弱面破壞準則和所述射孔孔眼周圍的應力分量確定各向異性儲層層理弱面破壞的臨界壓力。

2.根據權利要求1所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，所述鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量通過借助構建本構方程、平衡方程、協調應變方程、應變-位移的關系和邊界條件進行確定包括：

根據廣義平面應變公式確定所述本構方程；

在井眼的任意位置，將所述本構方程中的各向異性儲層的柔度張量矩陣旋轉至井眼參考坐標系下；

構建與所述鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量相關的應力函數；

根據所述應力函數、所述本構方程、所述平衡方程和所述協調應變方程確定兩個耦合的六階微分方程；

通過求解兩個耦合的所述六階微分方程得到對應的特征根和相關系數，以確定所述鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量的精確解。

3.根據權利要求2所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，所述鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量的精確解為：

4.根據權利要求1所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，所述各向異性儲層井周總應力分量通過將所述遠場地應力引起的各向異性儲層井周應力分量和所述鉆井引起的各向異性儲層井周應力分量相加求得。

5.根據權利要求1所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，根據固井對井底徑向應力傳遞的影響和所述各向異性儲層井周總應力分量確定射孔孔眼周圍的應力分量包括：

確定固井后作用在各向異性儲層上的徑向應力、射孔角度和射孔長度；

忽略射孔孔眼的應力集中效應，根據所述各向異性儲層井周總應力分量、所述固井后作用在各向異性儲層上的徑向應力、所述射孔角度和所述射孔長度確定所述射孔孔眼周圍的應力分量。

6.根據權利要求5所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，所述射孔孔眼周圍的應力分量為：

7.根據權利要求1所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，根據Jaeger弱面破壞準則和所述射孔孔眼周圍的應力分量確定各向異性儲層層理弱面破壞的臨界壓力包括：

將所述射孔孔眼周圍的應力分量轉化為主應力形式下的應力分量；

根據所述Jaeger弱面破壞準則建立弱面滑動破壞的力學模型和完整巖石破壞的力學模型；

根據所述弱面滑動破壞的力學模型和所述主應力形式下的應力分量確定弱面滑動破壞的臨界壓力，根據所述完整巖石破壞的力學模型和所述主應力形式下的應力分量確定完整巖石破壞的臨界壓力。

8.根據權利要求7所述的各向異性儲層層理弱面破壞條件的預測方法，其中，所述主應力形式下的應力分量為：

建立所述弱面滑動破壞的力學模型的條件為：

所述弱面滑動破壞的力學模型為：

建立所述完整巖石破壞的力學模型的條件為：

所述完整巖石破壞的力學模型為：

σ₁＝2c_otanδ_o+σ₃tan²δ_o。