缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法和装置与流程

技术特征：

1.一种缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，包括：

获取目标储层的地质参数；

获取压裂裂缝和天然裂缝的性质参数；

基于所述地质参数和所述性质参数，根据穿透行为判定准则，确定所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为；所述穿透行为判定准则至少与压裂裂缝之间的应力干扰相关联。

2.如权利要求1所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

所述地质参数包括：最大水平主应力，最小水平主应力，泊松比，杨氏模量。

3.如权利要求1所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

所述性质参数包括：天然裂缝长度，压裂裂缝长度，压裂裂缝间距，压裂裂缝数量，天然裂缝抗张强度，天然裂缝抗剪强度，天然裂缝内摩擦系数，压裂裂缝净压力。

4.如权利要求1所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

所述穿透行为判定准则如下：

$max\left(\frac{\frac{S_0}{\mathrm{\μ}}+{\mathrm{\σ}}_H}{T_0+{\mathrm{\σ}}_h},0.35+\frac{0.35}{\mathrm{\μ}}+\frac{{\mathrm{\σ}}_{Fy}}{{\mathrm{\σ}}_h}\right);$

其中，

S₀-天然裂缝抗剪强度，MPa；

T₀-天然裂缝抗张强度，MPa；

μ-天然裂缝内摩擦系数；

σ_H-最大水平主应力，MPa；

σ_h-最小水平主应力，MPa；

σ_Fy-压裂裂缝间应力，MPa；

${\mathrm{\σ}}_{Fy}=\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{A}_{yx}Di,jn+\underset{i=1}{\overset{k}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{m}{\Σ}}{A}_{yy}Di,js;$

$A_{yx}=2G\[-\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\],A_{yy}=2G\[f_{yy}-\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\];$

G＝E/(2*(1+v))；

$\begin{array}{c}f(x,y)=\frac{1}{4\mathrm{\π}(1-v)}\[y\left(arctan\frac{y}{x-a}-arctan\frac{y}{x+a}\right)\\ -\left(x-a\right)\ln \sqrt{{\left(x-a\right)}^2+y^2}+\left(x+a\right)\ln \sqrt{{\left(x+a\right)}^2+y^2}\]\end{array};$

-压裂裂缝间距，m；

f_yy-函数f(x,y)的二阶偏导数；

f_xyy、f_yyy-函数f(x,y)的三阶偏导数；

Di,jn、Di,js-第i条压裂裂缝的第j个边界单元的位移不连续量，m；

E-杨氏模量，MPa；

G-剪切模量，MPa；

v-泊松比；

x-横坐标位置，m；

y-纵坐标位置，m；

a-压裂裂缝半长，m。

5.如权利要求4所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

当

即时，

所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为是：所述压裂裂缝转向而不穿透所述天然裂缝。

6.如权利要求4所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

当或者

即时，

所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为是：所述压裂裂缝转向后再穿透所述天然裂缝。

7.如权利要求4所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

当

即时，

所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为是：所述压裂裂缝直接穿透所述天然裂缝。

8.如权利要求4所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，所述方法还包括：基于所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为，根据预设规则确定不同穿透行为下所述压裂裂缝的起裂角。

9.如权利要求8所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

当所述压裂裂缝直接穿透所述天然裂缝时，所述预设规则如下：

${\mathrm{\θ}}_p=arctan\left(\frac{2{\mathrm{\τ}}_{txy}}{{\mathrm{\σ}}_{tx}-{\mathrm{\σ}}_{ty}}\right)/2;$

其中，

θ_p-起裂角，°；

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\τ}}_{txy}={\mathrm{\τ}}_{tip,xy}+{\mathrm{\τ}}_{F,xy}\\ {\mathrm{\σ}}_{tx}={\mathrm{\σ}}_{tip,x}+{\mathrm{\σ}}_{F,x}\\ {\mathrm{\σ}}_{ty}={\mathrm{\σ}}_{tip,y}+{\mathrm{\σ}}_{F,y}\end{array}\right.;$

τ_tip,xy、σ_tip,x、σ_tip,y-三向主应力，MPa；

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\τ}}_{tip,xy}=\frac{K_I}{\sqrt{2\mathrm{\π}r}}\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}\cos \frac{\mathrm{\θ}}{2}\cos \frac{3\mathrm{\θ}}{2}\\ {\mathrm{\σ}}_{tip,x}=-{\mathrm{\σ}}_H+\frac{K_I}{\sqrt{2\mathrm{\π}r}}\cos \frac{\mathrm{\θ}}{2}\left(1-\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}\sin \frac{3\mathrm{\θ}}{2}\right)\\ {\mathrm{\σ}}_{tip,y}=-{\mathrm{\σ}}_H+\frac{K_I}{\sqrt{2\mathrm{\π}r}}\cos \frac{\mathrm{\θ}}{2}\left(1+\sin \frac{\mathrm{\θ}}{2}\sin \frac{3\mathrm{\θ}}{2}\right)\end{array}\right.;$

K_I-第一类强度因子，MPa·m^1/2；

r-坐标中压裂裂缝尖端到坐标原点的距离，m；

θ-压裂裂缝沿x轴正方向顺时针转过的角度，°；

σ_H-最大水平主应力，MPa；

Di,jn、Di,js-第i条压裂裂缝的第j个边界单元的位移不连续量，m；

$\left\{\begin{array}{cc}{A}_{sx}=2G\[f_{yy}+\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\],& A_{sy}=2G\[-\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\]\\ A_{xx}=2G\[2f_{xy}+\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\],& A_{xy}=2G\[-f_{xx}+\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\]\\ A_{yx}=2G\[-\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\],& A_{yy}=2G\[f_{yy}-\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\]\end{array}\right.;$

G＝E/(2*(1+v))；

$\begin{array}{c}f(x,y)=\frac{1}{4\mathrm{\π}(1-v)}\[y\left(arctan\frac{y}{x-a}-arctan\frac{y}{x+a}\right)\\ -\left(x-a\right)\ln \sqrt{{\left(x-a\right)}^2+y^2}+\left(x+a\right)\ln \sqrt{{\left(x+a\right)}^2+y^2}\]\end{array};$

-压裂裂缝间距，m；

f_xx、f_xy、f_yy-函数f(x,y)的二阶偏导数；

f_xyy、f_yyy-函数f(x,y)的三阶偏导数；

E-杨氏模量，MPa；

G-剪切模量，MPa；

v-泊松比；

x-横坐标位置，m；

y-纵坐标位置，m；

a-压裂裂缝半长，m。

10.如权利要求8所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，

当所述压裂裂缝转向后再穿透所述天然裂缝时，所述预设规则如下：

K_Isinα₁+K_Π(3cosα₁-1)＝0；

其中，

α₁-起裂角，°；

K_I-第一类强度因子，MPa·m^1/2；

K_Ⅱ-第二类强度因子，MPa·m^1/2；

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\σ}=-\frac{{{\mathrm{\σ}}_H}^{\′}+{{\mathrm{\σ}}_h}^{\′}}{2}+\frac{{{\mathrm{\σ}}_H}^{\′}-{{\mathrm{\σ}}_h}^{\′}}{2}cos2\mathrm{\θ}-{\mathrm{\τ}}_{xy}sin2\mathrm{\θ}+P_f\\ \mathrm{\τ}=\frac{{{\mathrm{\σ}}_H}^{\′}-{{\mathrm{\σ}}_h}^{\′}}{2}sin2\mathrm{\θ}+{\mathrm{\τ}}_{xy}\cos 2\mathrm{\θ}\end{array}\right.;$

$\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\σ}}_H}^{\′}={\mathrm{\σ}}_H-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{int}er,x}(x,y)\\ {{\mathrm{\σ}}_h}^{\′}={\mathrm{\σ}}_h-{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{int}er,y}(x,y)\\ {\mathrm{\τ}}_{xy}={\mathrm{\τ}}_{\mathrm{int}er,xy}(x,y)\end{array}\right.;$

σ_H-最大水平主应力，MPa；

σ_h-最小水平主应力，MPa；

b-天然裂缝半长，m；

P_f-压裂裂缝净压力，MPa；

Di,jn、Di,js-第i条压裂裂缝的第j个边界单元的位移不连续量，m；

$\left\{\begin{array}{cc}{A}_{xx}=2G\[2f_{xy}+\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\],& A_{xy}=2G\[-f_{xx}+\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\]\\ A_{yx}=2G\[-\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\],& A_{yy}=2G\[f_{yy}-\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\]\\ A_{sx}=2G\[f_{yy}+\stackrel{\‾}{y}{f}_{yyy}\],& A_{xy}=2G\[-\stackrel{\‾}{y}{f}_{xyy}\]\end{array}\right.;$

G＝E/(2*(1+v))；

$\begin{array}{c}f(x,y)=\frac{1}{4\mathrm{\π}(1-v)}\[y\left(arctan\frac{y}{x-a}-arctan\frac{y}{x+a}\right)\\ -\left(x-a\right)\ln \sqrt{{\left(x-a\right)}^2+y^2}+\left(x+a\right)\ln \sqrt{{\left(x+a\right)}^2+y^2}\]\end{array};$

-压裂裂缝间距，m；

f_xx、f_xy、f_yy-函数f(x,y)的二阶偏导数；

f_xyy、f_yyy-函数f(x,y)的三阶偏导数；

E-杨氏模量，MPa；

G-剪切模量，MPa；

v-泊松比；

x-横坐标位置，m；

y-纵坐标位置，m；

a-压裂裂缝半长，m。

11.如权利要求1所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述穿透行为判定准则以及所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为，生成穿透判定图版和起裂角变化图版。

12.一种缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定装置，其特征在于，包括：

地质参数获取模块，用于获取目标储层的地质参数；

性质参数获取模块，用于获取压裂裂缝和天然裂缝的性质参数；

穿透行为确定模块，用于基于所述地质参数和所述性质参数，根据穿透行为判定准则，确定所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为；所述穿透行为判定准则至少与压裂裂缝之间的应力干扰相关联。

13.如权利要求12所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定装置，其特征在于，所述装置还包括：起裂角确定模块，用于基于所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为，根据预设规则确定不同穿透行为下所述压裂裂缝的起裂角。

14.如权利要求12所述的缝网压裂多缝延伸穿透行为的判定装置，其特征在于，所述装置还包括：图版生成模块，用于根据所述穿透行为判定准则以及所述压裂裂缝对所述天然裂缝的穿透行为，生成穿透判定图版和起裂角变化图版。