[发明专利]非常规储层多簇射孔竞争起裂与扩展模拟方法及装置

权利要求书

1.一种非常规储层多簇射孔竞争起裂与扩展模拟方法，其特征在于，包括：

根据原地应力、井眼诱导应力以及井眼轨迹生成井周应力预测模型；

基于压裂液注入过程中的渗滤特征，根据所述井周应力预测模型生成渗流-应力起裂压力预测模型；

基于井周储层物性、井周地应力非均质性以及射孔孔眼压力，根据所述井周应力预测模型、所述压力预测模型、多裂缝起裂过程中的流量动态分配、多裂缝扩展过程中的流量动态分配、先起裂射孔簇延伸所产生的裂缝诱导应力以及地层流体压力变化所产生的诱导应力生成多簇射孔竞争起裂与扩展模型；

所述基于压裂液注入过程中的渗滤特征，根据所述井周应力预测模型生成渗流-应力起裂压力预测模型，包括：

确定射孔孔眼起裂应力场分布；

建立压力扩散方程；

确定起裂准则；

所述建立压力扩散方程，包括：

这里需要假设岩石是渗透且被压裂液所饱和，流体微可压缩，忽略毛管力和其他流体的侵入，井筒开始注液时，由于压裂液从每个射孔簇流经岩石孔隙，导致每个射孔簇井筒周围孔隙压力升高，井筒周围岩石的应力场分布可以根据二维径向流应力扩散方程得到，具体地：

式中：k是射孔孔眼对应岩石渗透率，μm²；φ是岩石孔隙度，无因次；μ是流体粘度，mPa·s；C是综合压缩系数，MPa^-1；t是注液时间，s；

压力边界和初始条件：

p(r)＝p_p，t＝0 (6)

p(r)→p_p，r→∞ (8)

式中：q是孔眼注入排量，m³/min；N_p是射孔孔眼个数，个；L_p是射孔孔眼深度，m；

联立初始条件公式(6)和边界条件公式(7)、(8)求解公式(5)，这里选择由Polubarinova-Kochina提出的方法先将岩石孔隙压力方程简化，再来求解注液过程中激动区域孔隙压力分布，即：

Ei指幂指数，其表达式为：

所述基于井周储层物性、井周地应力非均质性以及射孔孔眼压力，根据所述井周应力预测模型、所述压力预测模型、多裂缝起裂过程中的流量动态分配、多裂缝扩展过程中的流量动态分配、先起裂射孔簇延伸所产生的裂缝诱导应力以及地层流体压力变化所产生的诱导应力生成多簇射孔竞争起裂与扩展模型，包括：

根据射孔簇裂缝扩展应力场以及裂缝摩阻生成射孔簇裂缝扩展模型；

根据所述射孔簇裂缝扩展模型以及多簇射孔竞争起裂与扩展物理模型生成所述多簇射孔竞争起裂与扩展模型；

生成所述多簇射孔竞争起裂与扩展物理模型的步骤包括：

根据单裂缝起裂过程特征、多裂缝流量分配特征、先起裂射孔簇裂缝的延伸特征以及先起裂射孔簇延伸形成裂缝产生的诱导应力和地层流体压力变化产生的诱导应力生成所述多簇射孔竞争起裂与扩展物理模型。

2.根据权利要求1所述的模拟方法，其特征在于，所述基于压裂液注入过程中的渗滤特征，根据所述井周应力预测模型生成渗流-应力起裂压力预测模型，包括：

根据所述井周应力预测模型、所述原地应力的诱导应力、套管水泥环诱导应力以及射孔孔眼应力场生成起裂压力预测模型；

利用最大张应力方法，根据岩石吸水导致孔弹性系数以及所述起裂压力预测模型生成所述渗流-应力起裂压力预测模型。

3.根据权利要求2所述的模拟方法，其特征在于，所述根据所述射孔簇裂缝扩展模型以及多簇射孔竞争起裂与扩展物理模型生成所述多簇射孔竞争起裂与扩展模型，包括：

根据水力裂缝扩展应力场、水力裂缝摩阻以及多裂缝流量分配模型生成竞争扩展模型；

根据所述竞争扩展模型生成所述多簇射孔竞争起裂与扩展模型。