[发明专利]基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法

权利要求书

1.一种基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法，按照先后顺序包括以下步骤：

步骤一：确定定向井实施目的层，通过现场资料和室内实验得到储层天然裂缝产状、渗透率、孔隙度、岩石力学参数和地应力数据；

步骤二：利用井筒方位与水力裂缝、天然裂缝沟通模型，结合所得到的储层数据，绘制水力裂缝与天然裂缝沟通能力图版，确定满足最优裂缝沟通程度的定向井造斜方位范围Ψ₁；

步骤三：利用蒙特卡洛方法构建离散裂缝随机地质模型，结合所得到的储层数据和有限元数值计算结果，绘制造斜方位与井筒泄流能力关系图版，确定满足最大泄流能力的定向井造斜方位范围Ψ₂；

步骤四：利用裂缝型地层的井周围岩应力分布模型和弱面破坏模型，结合所得到的储层数据，绘制造斜方位与井筒稳定性关系图版，确定满足钻井井壁稳定的定向井造斜方位范围Ψ₃；

步骤五：考虑裂缝沟通能力、井筒泄流能力和井壁稳定性三个因素的共同影响，确定最佳的定向井造斜方位范围{Ψ₁∩Ψ₂∩Ψ₃}。

2.如权利要求1所述的基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法，其特征在于，所述步骤一中，室内实验包括岩石三轴压缩实验和声发射实验。

3.如权利要求2所述的基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法，其特征在于，所述步骤二中，确定满足最优裂缝沟通程度的定向井造斜方位范围Ψ₁的方法，按照先后顺序包括以下步骤：

步骤2.1：根据实测天然裂缝分布图版和实测天然裂缝产状数据，分析裂缝非连续分布特性，将油气储层按照裂缝分布规律划分若干区域；

步骤2.2：根据所划分区域的裂缝几何特征、产状以及形成区域缝网的复杂程度，建立定向井必要性序列；

步骤2.3：在定向井必要性序列内，根据所划分区域的地应力分布、岩石力学参数和储层物性，分析该区域内的人工裂缝扩展规律；

步骤2.4：在定向井必要性序列内，根据所划分区域的裂缝产状，结合地应力方位分布特征和水力裂缝扩展规律，计算满足高效压裂与安全钻进的水力裂缝与天然裂缝的沟通逼近角，并分析水力裂缝与人工裂缝的沟通难易程度和所形成缝网的复杂程度；

步骤2.5：综合分析结果，利用井筒方位与水力裂缝、天然裂缝沟通模型，结合所得到的储层数据和天然裂缝产状，绘制水力裂缝与天然裂缝沟通能力图版，确定最佳裂缝逼近角，进而确定满足最优裂缝沟通程度的定向井造斜方位范围Ψ₁；

所述定向井必要性序列为实施所述基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法能够产生良好效果的定向井。

4.如权利要求3所述的基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法，其特征在于，所述步骤三中，确定满足最大泄流能力的定向井造斜方位范围Ψ₂的方法，按照先后顺序包括以下步骤：

步骤3.1：利用蒙特卡洛方法构建离散裂缝随机地质模型，根据计算量需求对地质模型进行网格划分，为有限元数值计算做准备；

步骤3.2：考虑地应力对泄流的影响，根据线弹性多孔介质力学推导的应力敏感模型，构造有限元数值求解方程组，在定向井必要性序列内分别计算不同造斜方位下的泄流能力；

步骤3.3：根据计算结果，绘制造斜方位与井筒泄流能力关系图版，确定满足最大泄流能力的定向井造斜方位范围Ψ₂。

5.如权利要求4所述的基于地质力学的裂缝型地层定向井造斜方位的设计方法，其特征在于，所述地质模型包括天然裂缝、人工裂缝和水平井筒三个组成部分。