[发明专利]一种压裂裂缝双翼缝长定量预测方法

说明书

本发明涉及油气开发、石油工程领域，尤其是一种压裂裂缝双翼缝长定量预测方法。通过测井岩石力学参数解释以及岩石动静态力学参数转换，建立工区的三维力学参数场，进行非均质地质力学建模与井区应力场精细模拟；利用微地震监测破裂点拾取井区应力场精细模拟结果，通过微地震监测压裂裂缝双翼缝长差异性评价指数，建立压裂裂缝双翼缝长定量预测模型，本发明由严格的数学算法推导组成，利用目前成熟的应力场数值模拟，编制相应的计算机程序，实现压裂裂缝双翼缝长定量预测。它解决了压裂裂缝双翼缝长无法准确预测的问题。

技术领域

本发明涉及油气开发、石油工程领域，尤其是一种压裂裂缝双翼缝长定量预测方法。

背景技术

在油气开发、石油工程领域，随着致密油气、页岩气的勘探开发，水平井成为增产的重要手段。为了优质、快速和低成本得实现钻井、完井作业，并且最大限度地提高水平井产能，系统研究压裂裂缝双翼缝长对储层特征、水平井钻井、增产以及油气开发等至关重要。目前，压裂裂缝双翼缝长主要停留在半缝长的模拟上，认为压裂产生的两翼缝长相等，而这一认识与实际情况往往不符，储层的非均质性、力学参数的非均质性等因素往往导致水平井压裂裂缝双翼缝长不相等，因此有必要研究一种压裂裂缝双翼缝长定量预测方法。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供了一种压裂裂缝双翼缝长定量预测方法，它解决了压裂裂缝双翼缝长无法准确预测的问题。

本发明的技术方案为：一种压裂裂缝双翼缝长定量预测方法，实现步骤如下：

第一步 非均质地质力学建模与井区应力场精细模拟；

通过测井岩石力学参数解释以及岩石动静态力学参数转换，建立工区的三维力学参数场，并建立有限元模型，利用岩石声发射、阵列声波测井确定水平最大主应力、水平最小主应力的大小；利用井壁崩落、诱导裂缝、压裂裂缝方位、阵列声波测井、岩心声速、差应变以及古地磁实验确定水平最大主应力、水平最小主应力的方向；进而确定应力场模拟的边界条件，实现井区应力场精细模拟。

第二步 利用微地震监测破裂点拾取井区应力场精细模拟结果；

利用微地震监测选取破裂点(数目为n)的空间位置，与应力场精细模拟结果进行空间位置耦合。

第三步 计算压裂裂缝双翼缝长差异性评价指数；

利用微地震监测选取破裂点(数目为n)的空间位置，设垂直于水平井所在水平面的面为Ψ，以Ψ为界，将破裂点分为两组，数目分别为a、b，其中a、b满足：a+b＝n；设压裂喷点的坐标为(X_P，Y_P，Z_P)利用公式(1)计算压裂裂缝双翼缝长差异性评价指数η：

第四步 建立压裂裂缝双翼缝长定量预测模型；

结合微地震监测破裂点拾取井区应力场精细模拟结果，求取水平主应力的差值Δσ，并对Δσ进行正态分布检验，求取喷点的压裂裂缝对应的Δσ正态分布检验偏度α、Δσ正态分布检验峰度β，本发明专利定义峰度β的正负与偏度α的正负一致，即：

定义Δσ正态分布检判别指数δ为：

利用压裂裂缝双翼缝长差异性评价指数η与Δσ的正态分布检判别指数δ建立数学模型，在全区应力场模拟的基础上，利用Δσ分布，预测全区压裂裂缝双翼缝长。

本发明的有益效果是：本发明通过测井岩石力学参数解释以及岩石动静态力学参数转换，建立工区的三维力学参数场，进行非均质地质力学建模与井区应力场精细模拟；利用微地震监测破裂点拾取井区应力场精细模拟结果，通过微地震监测压裂裂缝双翼缝长差异性评价指数，建立压裂裂缝双翼缝长定量预测模型，进而定量预测压裂裂缝双翼缝长。本发明由严格的数学算法推导组成，利用目前成熟的应力场数值模拟，编制相应的计算机程序，实现压裂裂缝双翼缝长定量预测。