[发明专利]页岩气地层压裂施工参数优化方法

权利要求书

1.一种页岩气地层压裂施工参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取页岩压裂区块储层的地质参数、物性参数和压裂设计参数；

S2、建立页岩气水平井分段多簇压裂复杂缝网动态扩展模型；

S3、根据地质参数和压裂设计参数以及缝网动态扩展模型得到的压裂后裂缝几何参数，建立页岩气水平井压裂改造后单井产量计算模型；

S4、基于水平井压裂改造各项目所需的费用，建立页岩气水平井分段多簇压裂改造成本计算模型；

S5、结合缝网动态扩展模型、单井产量计算模型和压裂改造成本计算模型，计算不同压裂设计参数下页岩气水平井压裂改造后的生产净现值，以最大净现值对压裂设计参数进行优化。

2.如权利要求1所述的页岩气地层压裂施工参数优化方法，其特征在于，所述地质参数包括：水平最大主应力、水平最小主应力、储层与隔层的应力差、储层应力梯度、岩石抗拉强度、杨氏模量、泊松比、岩石压缩系数、岩石密度、基质渗透率、基质孔隙度、含气饱和度、储层压力系数、储层温度、储层厚度、天然裂缝长度、天然裂缝方位角、天然裂缝抗剪强度、天然裂缝壁面摩擦系数、天然裂缝孔隙度、天然裂缝渗透率；

所述压裂设计参数包括：簇间距、射孔簇数、射孔直径、射孔数目、施工排量、压裂液粘度、施工规模。

3.如权利要求1所述的页岩气地层压裂施工参数优化方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S21、基于边界元方法建立裂缝扩展应力与位移之间的联系；

S22、考虑多条水力裂缝同时扩展情况，裂缝间存在诱导应力作用，再根据应力叠加原理得到裂缝动态扩展储层中任意一点的复合应力场，得到诱导应力场计算模型；

S23、将压裂液视作不可压缩的牛顿流体，考虑压裂液在水平井筒、射孔孔眼、压裂裂缝中的流动以及压裂液的滤失效应，基于压力平衡原理与物质守恒原理，采用牛顿迭代方法，建立水平井分段多簇压裂流量动态分配模型；

S24、考虑裂缝的拉张与剪切的复合破坏模式，选取尖端临界能量释放率准则作为裂缝的扩展则，通过最大拉伸应力准则计算裂缝的扩展方向，考虑非均匀扩展，对多裂缝扩展步长进行修正，建立多裂缝扩展步长与扩展方向计算模型；

S25、考虑页岩储层中发育的天然裂缝对水力裂缝扩展的影响，水力裂缝会发生穿过天然裂缝、沿天然裂缝转向等结果，同时考虑压裂液向天然裂缝中的滤失，基于经验解析公式建立水力裂缝与天然裂缝相交模型；

S26、根据步骤S21中应力与位移关系、S22中诱导应力场计算模型、S23中压裂液流动场进行耦合形成裂缝扩展流固全耦合模型、步骤S24中扩展准则与S25中相交准则组合形成断裂场模型，结合流固全耦合模型与断裂场模型形成水平井分段多簇压裂复杂缝网动态扩展模型。