The invention provides a method for predicting and evaluating the propagation law of shale hydraulic fracturing network, and solves the problems of complex fracturing network system formed by shale hydraulic fracturing, difficulty in quantitative characterization of fractures, and lack of clear characterization in actual fracturing design. The research method of the invention firstly simulates hydraulic fracturing, then extracts the modal fracturing net, then digitizes the modal fracturing net, and finally carries on the statistical analysis and research of the digital fracturing net, concretely analyzes the parameters of the area, length, width and fractal dimension of the fracturing net, and calculates the fractal dimension and other parameters of the fracturing net. According to the statistics and characterization, the damage degree of shale is obtained, and the complexity and expansion form of fracture network are characterized. The fracture network expansion law can be obtained by synthesizing the damage degree of shale and the propagation form of fracture network, and the effect of hydraulic fracturing can be evaluated. The better the cracking.
【技术实现步骤摘要】
一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法
本专利技术涉及页岩气开发工程问题,特别是指一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法。
技术介绍
随着全球经济的快速发展,能源越来越成为制约一个国家经济发展的关键因素,它是国民经济发展的能源保证。页岩气作为一种非常规能源,具有低碳、污染小、储量大的特点,发展前景良好。我国页岩气埋藏深、成因复杂,多以吸附态、游离态、溶解态等形式存在于页岩内部,由于其储层具有低孔特征和极低的基质渗透率,所以必须进行储层改造,清水压裂是我国开发页岩气最重要的储层改造方式。清水压裂产生复杂的裂网是提高储气层渗透率的重要方式,合理描述裂缝的形态及裂网的扩展规律对评价压裂效果、预测页岩气产量具有重要意义。由于裂网扩展规律复杂,天然裂缝及节理等因素对水压致裂裂缝具有很大影响,国内外学者对裂缝的形成、扩展不断进行了探索,但目前缺少对泥页岩水压致裂裂网规律的有效研究方法。国内外学者对泥页岩水压致裂后裂缝的分布形态、扩展规律进行了大量研究,商校森、丁云宏等人在考虑裂缝复杂程度、分布及对产量贡献的基础上,建立了复杂裂缝表征方法,提出了裂缝潜能指数的概念,可以作为对比裂缝优劣的参数之一;李玮、闫铁等人引入分形几何理论,应用分形方法来描述岩石裂纹的弯曲形态,从理论上证实了水力压裂下岩石断裂韧性的理论计算值常低于施工压力的结论;李芷、贾长贵等人开展了真三轴实验条件下的水力压裂实验,研究了水力主裂缝的起裂、扩展规律和层里面对水力裂缝扩展的影响。然而,泥页岩经水力压裂后形成的裂网系统复杂,对裂缝定量表征困难,实际压裂设计中又无明确表征方法,导致页岩压裂 ...
【技术保护点】
1.一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法,其特征在于:包括以下步骤,S1:页岩制裂;先把页岩加工成立方体的试样,施加小于页岩抗拉强度的围压,再用高压脉冲水射流发生装置根据工程需求对页岩进行多级分阶段压裂或重复致裂,最后,仔细观察并标注页岩表面出现的裂网;S2:模态裂网提取;用高清数码相机对页岩裂网进行采集,用PS技术将拍摄的高清裂网图像转化为背景色为白色、裂网为黑色的二维灰度模态裂网图像;S3:裂网模数转化;借助MATLAB软件中的二值函数将二维灰度模态裂网图像转化为二值图像;S4:获得表征裂网信息的特征参数并统计;获取二值图像中表征裂网信息的特征参数并用获得的特征参数表征和统计裂网,所述特征参数包括裂缝长度、宽度、面积和分形维数;S5:裂网规律研究;分别对数字模态裂网面积、裂缝长度、宽度、分形维数进行计算分析,其中,裂缝的长度、宽度、面积表示页岩的破坏程度,分形维数表示了裂网的复杂程度和扩展形态;根据统计的裂缝的长度、宽度、面积和分形维数分析得出裂网扩展规律并对水压致裂效果进行评价。
【技术特征摘要】
1.一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法,其特征在于:包括以下步骤,S1:页岩制裂;先把页岩加工成立方体的试样,施加小于页岩抗拉强度的围压,再用高压脉冲水射流发生装置根据工程需求对页岩进行多级分阶段压裂或重复致裂,最后,仔细观察并标注页岩表面出现的裂网;S2:模态裂网提取;用高清数码相机对页岩裂网进行采集,用PS技术将拍摄的高清裂网图像转化为背景色为白色、裂网为黑色的二维灰度模态裂网图像;S3:裂网模数转化;借助MATLAB软件中的二值函数将二维灰度模态裂网图像转化为二值图像;S4:获得表征裂网信息的特征参数并统计;获取二值图像中表征裂网信息的特征参数并用获得的特征参数表征和统计裂网,所述特征参数包括裂缝长度、宽度、面积和分形维数;S5:裂网规律研究;分别对数字模态裂网面积、裂缝长度、宽度、分形维数进行计算分析,其中,裂缝的长度、宽度、面积表示页岩的破坏程度,分形维数表示了裂网的复杂程度和扩展形态;根据统计的裂缝的长度、宽度、面积和分形维数分析得出裂网扩展规律并对水压致裂效果进行评价。2.如权利要求1所述的一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法,其特征在于:在步骤S1中,把页岩加工成30cm×30cm×30cm的试样。3.如权利要求1所述的一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法,其特征在于:在步骤S2中,将图像尺寸调整为2n×2n、n=0、1、2...、的像素的图像。4.如权利要求1所述的一种预测和评价泥页岩水压致裂裂网扩展规律的方法,其特征在于:在步骤S4中,具体步骤为:S4.1,计算裂缝长度:S4.1.1,获得二值图像中裂缝的上边界矩阵P和下边界矩阵Q;以一个像素点为单位,分别从二值图像每列的第一行排查到最后一行,找到裂缝的上边界和下边界,上边界的数据存入矩阵P,下边界的数据存入矩阵Q,P(xi,yi)、Q(xj,yj)分别代表上边界像素点和下边界像素点在二值图像中...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡江春,王红芳,孙发用,崔力,孙光林,张孟辉,李渊,吉梦洁,李鹏飞,鲁家濠,
申请(专利权)人:中原工学院,
类型:发明
国别省市:河南,41
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