[发明专利]一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法

权利要求书

1.一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：对实施井取样岩心的静态岩石力学参数物模测试；

步骤2：进行基于数值岩心的岩石力学参数数模测试，获得精细的储层岩体残余强度特征；

步骤3：对实施井不同层位、具有不同残余应力的储层建立不同的有限元分析模型，根据不同残余强度储层的有限元模型，进行压裂裂缝起裂与延伸形貌的模拟计算，得到不同储层岩石残余强度对起裂压力的影响表征关系，计算出预测水力裂缝复杂性的水力裂缝复杂性指数。

2.如权利要求1所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤1中，所述静态岩石力学参数为静态弹性模量、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、残余强度、静态泊松比。

3.如权利要求1所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤2中，所述基于数值岩心的岩石力学参数数模测试是指根据步骤1获得的不同深度的取样岩心的静态岩石力学参数，对典型的需要进一步深入校核的储层、以及尚未取到实际岩心的储层采用基于有限元的数值方法进行数值模拟，从而获得精细的、连续的、储层纵向岩石力学参数的残余强度特征分布。

4.如权利要求3所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤2中，对于典型的需要进一步深入校核的储层、以及尚未取到实际岩心的储层，建立数值岩心，进行数值模拟；可进行任意储层深度、任意围压的单轴和三轴模拟，得到岩心的全程应力应变曲线、岩石试样应力-应变曲线，计算岩心残余应力；所述岩心残余应力是岩心残余强度与岩心峰值强度的比值；所述建立数值岩心的方法是建立几何尺寸为50mm×25mm截面尺寸、网格数模为200×100个的有限元模型，且各个网格要赋予岩石力学参数以及渗流力学参数；所述岩石力学参数包括模量、泊松比、强度，所述渗流力学参数包括渗透率、孔隙度、孔隙压力；所述数值模拟采用最小二乘法拟合。

5.如权利要求1所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤3中，所述不同储层岩石残余强度对起裂压力的影响表征关系是指以起裂压力为纵轴、残余应力水平为横轴建立坐标系，根据离散的坐标点建立的储层岩石残余强度对起裂压力的影响的曲线。

6.如权利要求1所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤3中，利用水力裂缝半缝缝网椭圆的椭圆短轴与长轴尺度的比值，定义裂缝复杂性指数为：

式中，F_CI为裂缝复杂性指数；W为水力裂缝半缝缝网椭圆短轴；L为造缝半缝长。

7.如权利要求1所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤3中，对实施井不同层位、具有不同残余应力的储层建立不同的有限元分析模型时结合地应力参数进行，即有限元分析模型界限、模型界限外地应力大小均需参照实际工程条件选定。

8.如权利要求1所述的一种基于岩心残余应力水平预测水力裂缝复杂性的方法，其特征在于：在步骤3中，对实施井不同层位、具有不同残余应力的储层建立不同的有限元分析模型时结合施工参数进行，即数值模拟计算时，输入的压裂液流量参数、压裂时间、压裂液黏度参数时均参照实际施工时参数。