[发明专利]一种确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法

权利要求书

1.一种确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法，其中，包括：

收集目标储层的、与天然裂缝不同开启模式计算模型相关的数据；

基于天然裂缝与水力裂缝相互作用的不同开启模式计算模型，获取目标储层中的各个天然裂缝以不同模式开启所需的多种净压力p₁；

对所获取的多种净压力p₁进行优化，以得到最优净压力p₁’；

计算在不进行缝内暂堵时人工裂缝内能够达到的净压力p₂；及

确定缝内暂堵转向所需封堵强度为p₁’与p₂之差；

其中，天然裂缝与水力裂缝相互作用的不同开启模式计算模型包括：

天然裂缝剪切开启的计算模型：

天然裂缝膨胀开启的计算模型：

水力裂缝被天然裂缝穿过而开启的计算模型：

天然裂缝被水力裂缝沿天然裂缝端部起裂而开启的计算模型：

其中，σ₁为最大水平主应力，单位为MPa；σ₃为最小水平主应力，单位为MPa；σ₁-σ₃为水平主应力差；p_net为净压力，单位为MPa；S_w为天然裂缝面粘聚力，单位为MPa；μ_w是天然裂缝面内摩擦系数，小数；θ为天然裂缝走向与最大水平主应力夹角，单位为°；To为岩石本体的抗拉强度，单位为MPa；Δp_nf为水力裂缝与天然裂缝相交处到裂缝尖端的压降，单位为MPa；

以天然裂缝走向与最大水平主应力的夹角为横坐标、水平主应力差为纵坐标绘制针对各种天然裂缝的综合图版，在综合图版中形成八个区域代表如下的裂缝的不同开启模式：

区域①：天然裂缝能够剪切且膨胀开启；

区域②：天然裂缝能够剪切开启；

区域③：天然裂缝能够被水力裂缝沿天然裂缝端部起裂而开启；

区域④：天然裂缝能够膨胀开启；

区域⑤：天然裂缝在当前净压力下不能被开启；

区域⑥：天然裂缝能够被水力裂缝沿天然裂缝端部起裂而开启；

区域⑦：天然裂缝能够膨胀开启且被水力裂缝穿过而开启；

区域⑧：天然裂缝能够被水力裂缝穿过而开启；

在对所获取的多种净压力进行优化时，通过综合图版向用户可视化。

2.根据权利要求1所述的确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法，其中，目标储层的、与天然裂缝不同开启模式计算模型相关的数据包括：目标储层的最大水平主应力σ₁、最小水平主应力σ₃、岩石抗拉强度To、天然裂缝面粘聚力S_w、天然裂缝面内摩擦系数μ_w、天然裂缝走向与最大水平主应力夹角θ、水力裂缝与天然裂缝相交处到裂缝尖端的压降Δp_nf。

3.根据权利要求1所述的确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法，其中，最优净压力p₁’为使所述天然裂缝中的多数天然裂缝以剪切开启和膨胀开启的方式开启的净压力。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法，其中，所述不进行缝内暂堵时人工裂缝内能够达到的净压力p₂为依靠提升施工排量及压裂液粘度所能达到的缝内净压力。

5.根据权利要求4所述的确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法，其中，通过下式计算所述缝内净压力p₂：

其中，p_tip为裂缝端部净压力；κ为常数；E’为岩石平面模量，E’＝E/(1-ν²)；E为岩石弹性模量；ν为泊松比；x_f为裂缝半长；μ为注入液体的表观粘度；q为注入排量；h_f表示缝高。

6.根据权利要求1所述的确定缝内暂堵转向所需封堵强度的方法，其中，通过软件编程的方式绘制所述综合图版以及对所获取的多种净压力进行优化。