一种考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法，其主要方法思路是在固相封堵效应的条件下，基于弹性力学理论，考虑裂缝产生的诱导应力，结合原地应力和井筒内压，运用叠加原理，推导出井筒周围应力场的数学模型，建立起新裂缝起裂压力的预测模型；并分析固相封堵在主裂缝时，新裂缝起裂压力及固相封堵强度的变化规律。通过新裂缝起裂压力的预测模型得到新裂缝的起裂压力，这样便能够有利于指导水力压裂的现场施工，使得地层得到复杂的裂缝网络，改善地层的渗透性，从而能够有效地进行页岩气开采；固相封堵强度的分析，有利于对现场暂堵剂的使用提出强度要求。

A new prediction method of fracture initiation pressure considering solid phase plugging main fracture

【技术实现步骤摘要】
一种考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法
本专利技术涉及油气开采
，特别是一种考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法。
技术介绍
页岩气是指存在于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，它具有资源分布广、可采储量丰富、开采寿命长和生产周期长的优势，同时页岩气是当今世界公认的新型的清洁能源，是当今世界油气勘探开发的热点。通过勘探显示，我国的页岩气资源地质储量丰富，可采储量相当可观，有较好的开发应用前景。基于页岩气的优势特点，它在未来一段时间内必将成为我国重点发展的非常规能源之一，而且会在一定程度上改善我国的能源结构。基于此，现如今我国正在积极进行页岩气的勘探开发。但是，众所周知，页岩是由黏土、泥质，通过紧压固结、脱水、重结晶后形成的岩石，具有明显的薄层理构造。它的形成特点和本身具有的结构特点，都导致了它必将是一种致密低孔低渗的岩石，同时使得页岩气层具有致密、低孔、特低渗的特点。这样便导致只有少数天然裂缝特别发育的页岩气井在钻井完成后可直接投入生产，90％以上的井需要经过酸化、压裂等储层改造措施后才能投入生产，从而获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、建立固相封堵在主裂缝产生的诱导应力场计算公式；步骤如下：/nS11、当固相封堵在主裂缝时，井眼周围的诱导应力模型假设为无限大地层中存在一条对称双翼主裂缝，在主裂缝的双翼上存在对称的固相封堵，具体物理模型是：无限大平板中央存在一条直线裂缝，直线裂缝内存在两个关于中点对称的固相封堵，将整个直线裂缝命名为裂缝A，两个固相封堵将直线裂缝分为三段，三段裂缝从左至右边依次命名为裂缝B、裂缝D、裂缝C；/nS12、分别得出裂缝B、裂缝C、裂缝D的诱导应力场；/nS13、通过叠加原理，将裂缝B、裂缝C、裂缝D的诱导应力场进...

【技术特征摘要】
1.一种考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、建立固相封堵在主裂缝产生的诱导应力场计算公式；步骤如下：
S11、当固相封堵在主裂缝时，井眼周围的诱导应力模型假设为无限大地层中存在一条对称双翼主裂缝，在主裂缝的双翼上存在对称的固相封堵，具体物理模型是：无限大平板中央存在一条直线裂缝，直线裂缝内存在两个关于中点对称的固相封堵，将整个直线裂缝命名为裂缝A，两个固相封堵将直线裂缝分为三段，三段裂缝从左至右边依次命名为裂缝B、裂缝D、裂缝C；
S12、分别得出裂缝B、裂缝C、裂缝D的诱导应力场；
S13、通过叠加原理，将裂缝B、裂缝C、裂缝D的诱导应力场进行加和，得到固相封堵在主裂缝的总的诱导应力场计算公式；
S2、计算裂缝中存在固相封堵的复合地应力场，复合地应力场由最大水平主应力σH、最小水平主应力σh、垂向主应力σv和裂缝产生的诱导应力场复合而成；
S3、计算井筒周围应力场；步骤如下：
S31、计算井筒内压引起的应力分量；
S32、计算复合地应力引起的应力分量；
S33、将井筒内压引起的应力分量和复合地应力引起的应力分量进行叠加，得到井筒周围应力场；
S4、计算新裂缝起裂压力：
当岩石受到的拉伸应力达到并大于岩石的抗拉强度σt时，岩石将会产生破裂，形成初始裂缝；因此，将井筒周围的应力转换为主应力，其中的最大拉应力即等于岩石的抗拉强度σt，根据最大拉应力等于岩石的抗拉强度σt的的公式，便可计算得出井底流压Pw，即是新裂缝起裂压力。


2.如权利要求1所述的考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法，其特征在于，所述步骤S11中，固相封堵导致固相封堵处两侧的净压力不同，设裂缝D内的净压力为P1：裂缝B和C内的净压力为P2，则有，
p1＝Pw-σh(1)
p2＝Pp-σh(2)
式中：Pw是井底流压，MPa；
Pp是地层孔隙压力，MPa；
σh是最小水平主应力，MPa。


3.如权利要求2所述的考虑固相封堵主裂缝的新裂缝起裂压力预测方法，其特征在于，所述步骤S12具体步骤如下：
S121、以直线裂缝的中点为原点，直线裂缝所在的直线为横坐标，建立直角坐标系；假设求解点M的坐标是(x，y)；r1是M点到原点的距离，r2、r3分别是M点到直线裂缝左、右尖端的距离，r4是M点到裂缝B的中点的距离，r5、r6是M点到左右固相封堵的距离，r7是M点到裂缝C的中点的距离；θ1是r1与横坐标之间的夹角，θ2是r2与横坐标之间的夹角；θ3是r3与横坐标之间的夹角，β1是r4与横坐标之间的夹角，β2是r5与横坐标之间的夹角，β3是r6与横坐标之间的夹角，β4是r7与横坐标之间的夹角；
S122、计算各裂缝的诱导应力场：
裂缝A在净压力p1下的诱导应力场为：



其中：G1是三维修正系数








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【专利技术属性】
技术研发人员：刘彧轩，何杰，邓燕，郭建春，王建东，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51