基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法技术

本发明专利技术涉及基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法。通过地震矩计算得到断层活动后产生地震的矩震级；通过断层面穿过的三维单元表征在三维地质力学模型中断层的刻画，首先取单个断层单元，分析该单个断层单元破坏后产生的矩震级大小，然后再根据整体断层破坏情况对产生的总矩震级进行说明；计算断层面处剪应变；计算单个断层单元破坏情况；计算单个断层单元破坏后产生的地震矩大小；对所有破坏断层单元地震矩累加求和，得到总的地震矩，得到不同工况条件下，断层激活后所产生的矩震级大小：基于三维地质力学技术量化断层错动位移与地震矩震级响应计算流程，通过矩震级响应评估断层激活风险等级，进而量化水力压裂井位安全规避距离。井位安全规避距离。井位安全规避距离。

【技术实现步骤摘要】
基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法


[0001]本专利技术涉及页岩气开采领域，具体地，涉及一种基于三维地质力学评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法。

技术介绍

[0002]页岩气是一种储量巨大的非常规油气资源。由于页岩自身的致密性，水力压裂技术成为当前页岩气开采的有效技术手段。水力压裂通过高压注入大量压裂液破碎致密页岩，该过程对周围环境产生的潜在影响(如水力压裂诱发地震)受到社会的广泛关注，尤其是在我国四川盆地页岩气开发过程中，经常伴随着当地频繁地震事件的发生。为了更加安全、合理地进行页岩气开采，优化水力压裂施工、井位部署，减小水力压裂过程对周围环境的影响，非常紧迫需求提出一套水力压裂过程断层激活风险及安全规避距离的量化评估方法。
[0003]专利CN112302601A提供一种基于地质力学模型评估断层激活控制方法和装置，该设计能够有效的表征断层激活情况，对钻井施工设计进行断层激活控制，减小页岩气水平井套管在施工时发生变形的几率，使压裂施工更加安全合理。但该设计出发点用于克服井筒套变问题，不能量化评估断层激活错动位移大小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法，其特征在于，包括：通过地震矩计算得到断层活动后产生地震的矩震级；通过断层面穿过的三维单元表征在三维地质力学模型中断层的刻画，首先取单个断层单元，分析该单个断层单元破坏后产生的矩震级大小，然后再根据整体断层破坏情况对产生的总矩震级进行说明；计算断层面处剪应变；计算单个断层单元破坏情况；计算单个断层单元破坏后产生的地震矩大小；对所有破坏断层单元地震矩累加求和，得到总的地震矩，得到不同工况条件下，断层激活后所产生的矩震级大小：结合水力压裂诱发地震风险防控措施，同时为进一步提升诱发地震风险防控安全等级，总矩震级若大于或等于2级，则停止压裂施工，并通过矩震级大小评估认为断层已被激活，且有进一步破坏趋势，此时对应的开采井与断层距离即为最小安全避让距离。2.根据权利要求1所述的基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法，其特征在于，所述地震矩为地震断层的面积、断层的平均滑动量与断层面附近介质的剪切模量三者乘积定义的衡量地震大小的物理量，计算表达式如式(1)所示，进而矩震级可采用式(2)计算获得：M0＝ AGd
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(1)式中，M0为地震矩；A为断层断裂区域面积；G为断层面附近介质的剪切模量；M
w
为矩震级。3.根据权利要求1所述的基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法，其特征在于，根据下式计算所述断层面处剪应变：式中，ε
fault
为断层面处剪应变；d为断层平均滑移量；l为滑移方向长度。4.根据权利要求3所述的基于地应力评估水力压裂过程规避断层安全距离的方法，其特征在于，所述单个断层单元破坏情况采用式(3)、(4)以及(5)近似表示：
式中，A为断层单元断裂区域面积；a为断层单元在水平面上的边长；h为垂向高度；γ为断层面与水平面夹角；G
equiv
为断层附近岩石剪切模量；E
equiv
为被断层穿过单元的等效杨氏模量；μ
fault
为断层充填材料摩擦系数；l为滑移方向长度。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏伟，陈海潮，刘焕通，刘保国，鲜成钢，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：