【技术实现步骤摘要】
裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法
本专利技术涉及油气勘探
，具体涉及裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法。
技术介绍
随着全球油气勘探开发向深部地层和非常规油气资源过渡，钻遇破碎性地层、裂缝发育地层以及复杂压力系统地层的概率大大增加，导致钻探面临的钻井液漏失问题也更加突出。井漏不仅造成高额的钻井液材料损失和较长的非生产时间，还易诱发井壁失稳、井喷、卡钻等井下故障，同时漏失的钻井液还会对储层造成不可估量的伤害。井壁强化技术是治理井漏的有效手段之一，其采用不同类型、粒径和浓度的堵漏材料在裂缝内适当位置处进行架桥，形成致密封堵层，从而实现控制钻井液漏失和提高地层承压能力的双重目标。但是，如何准确预测井壁强化效果并据此优化堵漏材料类型、尺寸和浓度，对井漏治理至关重要。为此，国内外学者针对裂缝性地层井壁强化效果预测方法开展了较为深入的研究。2012年，Morita等基于断裂力学理论建立了考虑地应力、井壁压力以及裂缝内压力的井壁强化效果预测模型；2014年，Shahri等基于边界元理论建立了预测裂缝宽度...
【技术保护点】
1.裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、建立井周围岩弹性变形方程，并给出初始与边界条件；/nS2、根据质量守恒方程和连续性方程，分别建立描述裂缝内流体流动方程和封堵层内流体流动方程；/nS3、对井周围岩弹性变形方程和裂缝内流体流动方程求解，将离散后的井周围岩弹性变形方程代入裂缝内流体流动方程，得到裂缝性地层井壁强化的流固耦合方程组，最后对流固耦合方程组进行求解；/nS4、将基础参数带入流固耦合方程组中，模拟不同参数组合条件下封堵裂缝的力学响应特征、宽度演化特征及流量分布特征。/n
【技术特征摘要】
1.裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建立井周围岩弹性变形方程，并给出初始与边界条件；
S2、根据质量守恒方程和连续性方程，分别建立描述裂缝内流体流动方程和封堵层内流体流动方程；
S3、对井周围岩弹性变形方程和裂缝内流体流动方程求解，将离散后的井周围岩弹性变形方程代入裂缝内流体流动方程，得到裂缝性地层井壁强化的流固耦合方程组，最后对流固耦合方程组进行求解；
S4、将基础参数带入流固耦合方程组中，模拟不同参数组合条件下封堵裂缝的力学响应特征、宽度演化特征及流量分布特征。
2.根据权利要求1所述的裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法，其特征在于，步骤S1中，所述井周围岩弹性变形方程为：
其中
公式(2)中，
式中，Hij(i,j＝n,s)为任意坐标位置应力分量的超奇异格林函数，MPa/m；fxy,fyy为函数f偏导数有关的应力分量，m-1；fxyy,fyyy为函数f偏导数有关的应力分量，m-2；σH为最大水平地应力，MPa；σh为最小水平地应力，MPa；σn表示裂缝面上的法向应力分布，MPa；Pf为裂缝内流体压力，MPa；为第j个单元的法向位移不连续，m；为第j个单元的剪切位移不连续，m；L为裂缝长度，m；R表示井眼半径，mm；E表示弹性模量，GPa；v为泊松比，无量纲；s为沿裂缝长度方向任意位置处裂缝单元的横坐标，m；β为裂缝单元局部坐标系与全局坐标系x方向的夹角，°。
3.根据权利要求2所述的裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法，其特征在于，步骤S1中，建立所述井周围岩弹性变形方程的条件为：假设井壁存在沿最大水平主应力方向分布的双翼裂缝，裂缝周围地层为各向同性且非渗透的弹性介质。
4.根据权利要求3所述的裂缝性地层井壁强化效果评价的流固耦合数值模拟方法，其特征在于，步骤S1中，所述井周围岩弹性变形方程的初始与边界条件为：
裂缝入口处的流体压力与井壁压力相等，且裂缝尖端的裂缝开度和剪切位移恒为零，即
Pfi(R,t)＝Pw(6)
w(R+L,t)＝u(R+L,t)＝0(7)
式中，Pfi为裂缝入口处的流体压力，MPa；Pw为井壁压力，MPa；w为裂缝开度，m；u为剪...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，马天寿，陈平，邹家焱，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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