一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法技术

本发明专利技术公开了一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法，包括以下步骤：建立全局能量平衡的多裂缝同步扩展模型，并对其求解，获得各个时刻各条裂缝的宽度、半径、入口压力和入口流量，从而获得所述水平井多级压裂裂缝扩展形态。本发明专利技术通过全局能量平衡方程，将应力阴影的影响与裂缝增长进行耦合，从而计算出多裂缝间的流体分配，通过诱导应力场模型获得应力相互作用，以此建立完善的多裂缝同步扩展模型，其有助于现场施工过程中对施工参数的优化选择，能够有效改善水力压裂增产效果，对页岩储层和其他非常规储层的开发具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法
本专利技术涉及油气开采
，特别涉及一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法。
技术介绍
我国的非常规油气资源丰富，已经成为了油气增储上产的主力。其中致密气资源占比大，而水平井多级压裂正是开发此类资源的关键技术。非常规油气资源一般孔隙度和渗透率都很低，而采用水平井多级压裂技术能够有效压碎储集层，形成同时扩展的多条水力裂缝，能够很大程度上提高储层动用程度。但对于多裂缝同步扩展，由于多裂缝间存在应力阴影效应而引起的相互作用，在裂缝扩展过程中存在某些裂缝扩展受到抑制的现象，造成多裂缝呈现非均匀扩展，很大程度上影响压裂效果和压后产能。因此，研究水平井多级压裂多裂缝同步扩展规律对提高非常规油气资源产量具有重要意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法。本专利技术的技术方案如下：一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法，包括以下步骤：建立全局能量平衡的多裂缝同步扩展模型，并对其求解，获得各个时刻各条裂缝的宽度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：建立全局能量平衡的多裂缝同步扩展模型，并对其求解，获得各个时刻各条裂缝的宽度、半径、入口压力和入口流量，从而获得所述水平井多级压裂裂缝扩展形态。/n

【技术特征摘要】
1.一种水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：建立全局能量平衡的多裂缝同步扩展模型，并对其求解，获得各个时刻各条裂缝的宽度、半径、入口压力和入口流量，从而获得所述水平井多级压裂裂缝扩展形态。


2.根据权利要求1所述的水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法，其特征在于，建立所述多裂缝同步扩展模型时，设有如下假设：
(1)只考虑单个压裂段内裂缝间的相互作用，忽略其他压裂段所产生的应力；
(2)在整个扩展过程中，裂缝始终保持平面和放射状；
(3)忽略裂缝扩展过程中由于受到应力干扰而造成的裂缝路径的偏离；
(4)忽略高度生长障碍的存在；
(5)忽略压裂液的基质滤失；
(6)裂缝扩展遵循线弹性断裂力学；
(7)忽略流体前缘相对于裂缝尖端的滞后现象；
(8)润滑理论用于描述裂缝内牛顿流体的层流流动状态；
(9)远场原地应力是均匀且恒定的。


3.根据权利要求2所述的水平井多级压裂裂缝扩展形态的快速预测方法，其特征在于，所述多裂缝同步扩展模型包括：
(1)压力约束条件：每条裂缝入口点的压力相等，其表达式为：
P1(Rw,t)＝P2(Rw,t)＝...＝PN(Rw,t)(1)
式中：
P1(Rw,t)、P2(Rw,t)、PN(Rw,t)分别为第一条裂缝、第二条裂缝、第N条裂缝入口点的压力，MPa；
(2)流量约束条件：每条裂缝入口处的注入流量总和等于总的注入流量，其表达式为：



式中：
Q(t)、Qi(t)分别为总的注入流量、第i条裂缝入口处的注入流量，m3/s；
N为裂缝总条数，无量纲；
(3)裂缝宽度、裂缝半径、入口压力计算公式：









式中：
Wi(r,t)为第i条裂缝r处的宽度，m；
μ'为压裂液粘度的数值计算式，Pa.s；μ'＝12μ，μ为压裂液的动态粘度，Pa.s；
Qi为第i条裂缝的流体注入量，m3/s；
t为模拟时间，s；
E'为岩石弹性模量和泊松比的数值计算式，GPa；E'＝E/(1-ν2)，E为岩石弹性模量，GPa；ν为岩石泊松比，小数；
Ω为无量纲裂缝开度，无量纲；
ρ为半径比，无量纲；ρ＝r/R，r为t时刻的裂缝半径，m；R为模拟得到的最终的最大裂缝半径，m；
Ri(t)为第i条裂缝t时刻的半径，m；
γ为无量纲裂缝半径，无量纲；
Pi(r,t)为第i条裂缝r处的压力，MPa；
σmin为最小水平地应力，MPa；
Π为无量纲流体净压力，无量纲；
(4)全局能量平衡方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彧轩，杨兴贵，郭建春，蒲麒兵，陈天翔，王世彬，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51