一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法技术

本发明专利技术公开一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法，包括确定天然裂缝走向和天然裂缝与水平面夹角；确定水平最大主应力方位；确定原地三向主应力；确定孔隙弹性常数、地层流体压力；确定天然裂缝逼近角；确定三维天然裂缝面的单位法线向量；确定三维天然裂缝面的法向正应力和剪切应力；确定有效应力；确定空间天然裂缝内摩擦系数。本发明专利技术考虑地下储层中天然裂缝为空间分布，受到原地应力场、地层流体共同作用而保持静态力学平衡；通过数学方法获得含有天然裂缝介质的岩体中空间三维天然裂缝内摩擦角计算方法，该发明专利技术填补了获取空间三维天然裂缝内摩擦系数方法的空白，可以给出天然裂缝走向及倾角对裂缝面内摩擦系数的影响。影响。影响。

【技术实现步骤摘要】
一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法


[0001]本专利技术涉及一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法，属于非常规油气藏体积压裂勘探开发


技术介绍

[0002]岩体力学参数和强度参数在工程
有十分重要的应用。对于油气勘探开发领域所涉及的水力压裂增产改造技术中，通常将目标储层视为各向同性均匀连续线弹性体，主要采用第一强度理论(或称最大张应力准则)判别水力裂缝的起裂与延伸(李颖川：采油工程.北京，石油工业出版社，2008；万仁溥：采油技术手册.北京，石油工业出版社，1998；曾凡辉等：考虑渗滤效应的压裂裸眼井破裂压力预测模型.天然气地球科学，2019；)。主要的抗张强度是根据巴西破裂实验测定或采用经验公式计算。
[0003]自“页岩气革命”以来，对发育有大量天然裂缝结构弱面的非常规油气储层采用缝网体积压裂改造取得了极大成功。工业界通过室内实验、理论分析和矿场总结已经认识到“岩体中广泛存在较为发育的天然裂缝等结构弱面”是影响缝网压裂改造最重要的关键要素之一(胡永全等：缝网压裂控制条件研究.西南石油大学学报,201本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法，其特征在于，包括：根据天然裂缝的成像测井资料或定向取芯的镜下观察确定天然裂缝走向和天然裂缝与水平面夹角；根据微地震压裂裂缝监测或岩心测试确定水平最大主应力方位；根据测试压裂方法或Kaiser效应等岩心测试方法确定原地三向主应力；根据岩心实验测试方法确定孔隙弹性常数、地层流体压力；根据水平最大主应力方位和天然裂缝走向确定天然裂缝逼近角；根据天然裂缝与水平面夹角和天然裂缝逼近角确定三维天然裂缝面的单位法线向量；根据三维天然裂缝面的单位法线向量、原地三向主应力确定三维天然裂缝面的法向正应力和剪切应力；根据三维天然裂缝面的法向正应力和剪切应力、孔隙弹性常数、地层流体压力确定作用于空间天然裂缝中的有效应力；根据作用于空间天然裂缝中的有效应力确定空间天然裂缝内摩擦系数。2.根据权利要求1所述的一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法，其特征在于，所述原地三向主应力包括垂向主应力σ
z
、水平最大主应力σ
y
、水平最小主应力σ
x
。3.根据权利要求2所述的一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法，其特征在于，所述三维天然裂缝面的单位法线向量的计算公式如下：其中：其中：其中：式中：为单位法线向量；n
x
为单位法线向量x方向分量；n
y
为单位法线向量y方向分量；n
z
为单位法线向量z方向分量；θ为天然裂缝逼近角；为天然裂缝与水平面夹角。4.根据权利要求2所述的一种计算空间三维天然裂缝壁面内摩擦系数的方法，其特征在于，所述三维天然裂缝面的法向正应力的计算公式如下：p
n
＝σ
x
n
x
n
x
+σ
y
n
y
n
y
+σ
z
n
z
n
z
式中：n
x
为单位法线向量x方向分量；n
y
为单位法线向量y方向分量；n
z
为单位法线向量z方向分量；σ
z

【专利技术属性】
技术研发人员：高科超，尚锁贵，马金鑫，高强勇，张兴华，陈光峰，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司天津分公司，
类型：发明
国别省市：