【技术实现步骤摘要】
一种水力压裂裂缝延伸轨迹的控制方法
本专利技术属于油气田开发水力压裂
，具体涉及一种水力压裂裂缝延伸轨迹的控制方法。
技术介绍
水力压裂的核心思想是通过向储层中注入高压流体，在地层中压出一条长水力裂缝。使得储层中油气向井筒中的渗流方式由径向流变为线性流，提高油气渗流能力，最终达到提高油气井产能的目的。近年来，随着我国科学技术发展，水力压裂技术在油气田开发中取得重大突破。然而我国油气地质条件复杂，储层中往往存在高含水区、油气匮乏区、断层和大裂缝发育区。当水力裂缝遭遇这些区域后，会导致压裂液严重漏失，以及后期开采过程中油井大量出水、油气采收率低等问题。对水力裂缝轨迹进行控制，使水力裂缝在延伸过程中不但可以避免遭遇上述区域，又可以将多个油气富集区连通起来，对提高油气井压裂效果和采收率都至关重要。现有的水力裂缝控制技术主要是针对水力裂缝高度和转向的。如：1、控缝高技术，通过控制注入排量和转向支撑剂达到对裂缝高度的控制，该技术只是针对裂缝穿层及延伸高度的，并不能用来控制裂缝平面延伸轨迹；2、转向压裂技术，通过向水...
【技术保护点】
1.一种水力压裂裂缝延伸轨迹的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1，建立裂缝破裂单元转向角度计算模型，/n所述裂缝破裂单元转向角度计算模型为：/n
【技术特征摘要】
1.一种水力压裂裂缝延伸轨迹的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，建立裂缝破裂单元转向角度计算模型，
所述裂缝破裂单元转向角度计算模型为：
其中，Pf为缝内压力，PH为每段裂缝处最大水平主应力，Ph为每段裂缝处最小水平主应力，β为裂缝与最大主应力方向之间夹角，θ为裂缝偏转角度；
S2，建立缝尖端破裂长度增量计算模型，所述缝尖端破裂长度增量计算模型为：
其中，δa为裂缝尖端扩展长度，a为储层中存在的原始裂缝长度，GⅠ为裂缝拉张破坏时的能量释放率，GⅠⅠ为裂缝剪切破坏时的能量释放率，为动态裂缝扩展阻力；
S3，利用水力裂缝轨迹路线对应的预设轨迹模型、所述裂缝破裂单元转向角度计算模型以及缝尖端破裂长度增量计算模型，计算得到能够使裂缝破裂尖端落到水力裂缝的预设轨迹上的缝内流体压力；对水力裂缝轨迹路线对应的预设轨迹进行迹离散化处理，依次对每段裂缝对应的缝内流体压力进行求解，得到控制裂缝沿预设轨迹逐段扩展时的缝内压力逐步加载情况，通过得到的缝内压力进行压裂，使裂缝沿预设轨迹延伸。
2.根据权利要求1所述的一种水力压裂裂缝延伸轨迹的控制方法，其特征在于，S1中，建立裂缝破裂单元转向角度计算模型的过程如下：
确定假设条件：岩石骨架的变形为线弹性微变形，遵从Terzaghi有效应力原理；裂缝缝高不变，裂缝为二维平面扩展；储层平面内温度不变且不考虑重力影响；储层厚度均匀；所有裂缝破裂单元均为直裂缝；储层各点地应力及岩石力学性质已知；
建立裂缝尖端受力的物理模型：物理模型中裂缝分段扩展，对每段裂缝建立动态受力坐标系，其中X-Y坐标系与地应力方向相对应，沿射孔方向建立m-n坐标系；
基于断裂力学相关理论在X-Y坐标系下得到裂缝尖端受力的极坐标表达式，利用最大周向应力理论对极坐标表达式求导得到应力强度因子和转向角度之间的关系式，利用弹性力学理论在m-n坐标系下求解裂缝尖端受力，利用平板内一条裂纹的应力强度因子求解公式求解m-n坐标系下裂缝尖端应力强度因子，联立X-Y坐标系和m-n坐标系下关系式得到缝内压力和裂缝转向角度的关联计算模型，以该关联计算模型得到裂缝破裂单元转向角度计算模型。
3.根据权利要求1所述的一种水力压裂裂缝延伸轨迹的控制方法，其特征在于，S2中，建立缝尖端破裂长度增量计算模型的过程如下：
根据虚拟位移原理，建立油气储层水力压裂裂缝扩展的物理模型；
根据所述物理模型，建立基于能量释放率的缝尖端破裂长度增量计算模型：以裂缝破裂前的最大应变能作为裂缝起裂前存储能量，设定裂缝在破裂瞬间外力对储层做功为零，裂缝扩展的能量来源于存储的应变能，以静态能量释放率判别裂缝尖端起裂，以动态能量释放率判别裂缝...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑鹏，周德胜，李宪文，黄海，刘顺，高千，刘雄，刘娅菲，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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