成都北方石油勘探开发技术有限公司黄静获国家专利权
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龙图腾网获悉成都北方石油勘探开发技术有限公司申请的专利一种页岩储层重复压裂应力-裂缝重定向模拟方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114266204B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111590983.5,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种页岩储层重复压裂应力-裂缝重定向模拟方法及系统是由黄静;武新民;米中荣;赵星;李鑫;张文中;汪伟光;孙振龙;李扬;王键;徐涛;孙宝;罗毅设计研发完成,并于2021-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种页岩储层重复压裂应力-裂缝重定向模拟方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种页岩储层重复压裂应力‑裂缝重定向模拟方法及系统,通过建立水力裂缝随机扩展与裂缝形变应力场模型,实现复杂裂缝形态下裂缝形变诱导应力场模拟和非均匀应力场条件下水力裂缝随机扩展模拟,进一步建立流‑固耦合的水平井渗流模型,实现页岩储层“初次压裂裂缝扩展‑初次压裂后生产‑重复压裂裂缝扩展‑重复压裂后生产”的全过程模拟,不仅能用于页岩气重复压裂应力‑裂缝重定向模拟,也可用于基于产能的页岩气重复压裂时机优选、选井选层和优化设计等数值等,从而提高页岩气重复压裂工艺的适应性,降低现场作业风险,也有利于提高或者恢复页岩气井产能,提高储层最终采收率。
本发明授权一种页岩储层重复压裂应力-裂缝重定向模拟方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种页岩储层重复压裂应力-裂缝重定向模拟方法,其特征在于,包括以下步骤: 建立水力裂缝随机扩展模型,初始化模型参数;根据所述水力裂缝随机扩展模型和所述模型参数进行初次水力裂缝随机扩展模拟,获得初始裂缝形态; 其中,水力裂缝随机扩展模型包括:缝内流动方程、物质平衡方程、平面裂缝应力方程、裂缝扩展与转向准则、水力裂缝与天然裂缝相交准则和流量分配准则;缝内流动方程具体为:其中,qf表示裂缝横截面的体积流量,hf表示裂缝高度;wf表示水力裂缝宽度;μf表示流体粘度;pf表示裂缝中的流体压力;E表示岩石杨氏模量;σn表示作用于裂缝面的正应力;物质平衡方程包括局部物质平衡方程和全局物质平衡方程,局部物质平衡方程具体为:全局物质平衡方程具体为:其中,QTt表示总的泵注排量;Np表示射孔簇数;Lt表示t时间水力裂缝总长度;表示平均裂缝宽度;平面裂缝应力方程具体为:其中,表示各裂缝单元j的位移不连续量和在裂缝单元i中点产生的切向应力,j=1,2,..N;N表示离散单元裂缝的数量;表示各裂缝单元j的位移不连续量和在裂缝单元i中点产生的法向应力;Gij表示高度校正因子; 和均为边界应力影响系数;dij表示裂缝单元i和裂缝单元j之间的距离;αf和βf均为经验常数;裂缝扩展与转向准则具体为:KIsinθ+KII3cosθ-1=0,其中,KI、KII分别表示裂缝缝尖单元的第一类与第二类应力强度因子;θ表示裂缝尖端附近点极坐标;水力裂缝与天然裂缝相交准则具体为:|τβ|<S0+μ0σnβ,其中,τβ表示作用于天然裂缝表面的剪切应力;S0表示天然裂缝内聚力;μ0表示天然裂缝表面摩擦系数;σnβ表示作用于天然裂缝表面的正应力;流量分配准则具体为:其中,qij表示当水力裂缝被天然裂缝捕获时,裂缝单元i和裂缝单元j之间的流量;Tij表示当水力裂缝与天然裂缝相交时,裂缝单元i与裂缝单元j之间的传导率;μf表示裂缝内流体粘度;pfi表示裂缝单元i的裂缝单元压力;pfj表示裂缝单元j的裂缝单元压力; 针对所述初始裂缝形态进行生产裂缝导流能力损失评价实验,获得实验结果;所述实验结果包括:支撑裂缝宽度与有效闭合应力的关系和支撑裂缝导流能力损失与有效闭合应力的关系; 根据所述实验结果进行重复压裂前总应力场模拟,获得初始闭合裂缝形变诱导应力和储层生产诱导应力;所述初始闭合裂缝形变诱导应力和所述储层生产诱导应力线性叠加为重复压裂前总应力场; 在所述重复压裂前总应力场中,根据所述水力裂缝随机扩展模型进行重复压裂裂缝扩展模拟,得到页岩储层重复压裂应力-裂缝重定向模拟结果。
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