[发明专利]一种缝内暂堵条件下天然裂缝开启时机的获取方法

权利要求书

1.一种缝内暂堵条件下天然裂缝开启时机的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10、根据现场地质资料得到地层物性参数，并测得水力裂缝的缝长L；

步骤S20、再将水力裂缝划分为长度相等的N个单元体并依次编号，即每个单元体的长度为L/N；同时以缝内暂堵时刻作为初始时刻t₀，将总计算时间t划分为间隔相同的m个时间节点，相邻时间节点的间隔时间为t/m；

步骤S30、计算初始时刻水力裂缝内各个单元体的宽度；

步骤S40、计算第k个时间节点水力裂缝内流体压力；

步骤S50、再计算第k个时间节点水力裂缝上、下两侧天然裂缝入口处所受闭合应力；

步骤S60、基于上述步骤S40和S50的计算结果，通过以下判断准则进行判断天然裂缝是否开启；

若开启，则时间节点k所对应的时刻t₀+kt/m就是天然裂缝的开启时刻；

若未开启，则令k＝k+1，重复步骤S40-S50，直至天然裂缝开启或暂堵段失效；

所述判断准则为：

式中：P^k为第k个时间节点水力裂缝内流体压力，MPa；为上侧天然裂缝入口处所受闭合应力，MPa；为下侧天然裂缝入口处所受闭合应力，MPa；P_c为暂堵段封堵强度，MPa；P_r为地层流体压力，MPa。

2.根据权利要求1所述的一种缝内暂堵条件下天然裂缝开启时机的获取方法，其特征在于，所述步骤S30的计算公式为：

式中：p⁰为初始时刻水力裂缝内流体压力，MPa；σ_h为地层最小水平主应力，MPa；G为地层岩石剪切模量，MPa；υ为地层岩石泊松比，无因次；L为水力裂缝总长度，m；N为水力裂缝所划分的单元体数量，个；d_ij为裂缝单元i与裂缝单元j中点之间的距离，m；H为水力裂缝高度，m；α，β分别为经验系数，取α＝1，β＝2.3；i，j为水力裂缝单元体编号；W_i⁰为第i个水力裂缝单元体在初始时刻的宽度，m。

3.根据权利要求1所述的一种缝内暂堵条件下天然裂缝开启时机的获取方法，其特征在于，所述步骤40的具体计算过程为：

步骤S401、根据下式计算第k个时间节点水力裂缝内预估流体压力；

式中：p⁰为初始时刻水力裂缝内流体压力，MPa；p^k-1为第(k-1)时刻水力裂缝内的实际流体压力；为第k个时间节点水力裂缝内预估流体压力，MPa；

步骤S402、根据上述计算得到的预估流体压力和下式计算第k个时间节点水力裂缝各单元体的预估宽度；

式中：为第k个时间节点水力裂缝内预估流体压力，MPa；σ_h为地层最小水平主应力，MPa；G为地层岩石剪切模量，MPa；υ为地层岩石泊松比，无因次；L为水力裂缝总长度，m；N为水力裂缝所划分的单元体数量，个；d_ij为裂缝单元i与裂缝单元j中点之间的距离，m；H为水力裂缝高度，m；α，β分别为经验系数，取α＝1，β＝2.3；i，j为水力裂缝单元体编号；为第k个时间节点水力裂缝各单元体的预估宽度，m；

步骤S403、通过下式计算预估宽度的误差α；

式中：为第k个时间节点水力裂缝各单元的预估宽度，m；W_i^k-1为第k-1个时间节点水力裂缝各单元的宽度，m；H为水力裂缝高度，m；L为水力裂缝总长度，m；N为水力裂缝所划分的单元体数量，个；Q为缝内暂堵后压裂液的泵注排量，m³/s；Δt为相邻时间节点的间隔时间，s；i为水力裂缝单元体编号；α为误差；

步骤S404、设定求解精度ε，将上述得到的误差α与求解精度ε进行比较；

若α≤ε，则步骤S402和步骤S403中计算得到的分别为第k个时间节点水力裂缝内流体压力和各个单元体的宽度；若α＞ε，则采用下式重新预估流体压力并重复步骤402-步骤404，直至满足α≤ε；

式中：ε为求解精度；为第k个时间节点水力裂缝内预估流体压力，MPa；α为误差。