一种用于计算裸眼水平井压裂裂缝破裂压力的方法与流程

技术特征：
1.一种用于计算裸眼水平井压裂裂缝破裂压力的方法，包括：基于岩石弹性力学理论，确定影响裸眼水平井压裂裂缝形成的初始影响因素，构建在所述初始影响因素的作用下的井周综合地应力场数学模型，所述数学模型用来表征裸眼水平井压裂裂缝起裂后井周不同位置点处的应力状态，其中，所述初始影响因素包括：封隔器引起的诱导应力、天然裂缝引起的诱导应力和先起裂裂缝引起的诱导应力；获取井周综合地应力场中任一测试点所受到的井壁最大拉应力，结合岩石张性破裂准则，采用迭代法，求解所述井周综合地应力场数学模型，得到当前测试点的破裂压力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立所述井周综合地应力场数学模型过程中，包括：根据针对目标裸眼水平井的测井资料，收集基本参数；基于所述基本参数，根据所述初始影响因素，结合原始地层压力场，形成在所述初始影响因素的作用下表征裸眼水平井压裂裂缝起裂状态的井周综合地应力场物理模型；利用预设的直角坐标系和柱坐标系，将所述井周综合地应力场物理模型进行标定，依次建立由封隔器引起的第一类单点诱导应力模型、由天然裂缝引起的第二类单点诱导应力模型、由先起裂裂缝引起的第三类单点诱导应力模型、单点综合应力模型，从而形成井周综合地应力场数学模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述直角坐标系的x轴与水平井井筒方向对应标定，并将所述直角坐标系的y轴和z轴所构成的平面标定为垂直于井轴；将最大水平主应力方向与水平井井筒方向之间的夹角标定为所述柱坐标系的水平井方位角；所述直角坐标系的原点与所述柱坐标系的原点相重合。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一类单点诱导应力模型利用如下表达式表示：其中，σ
z1
、σ
x1
、σ
y1
分别表示在垂向、最大水平主应力和最小水平主应力方向上的由封隔
分别表示r
11
、r
12
、r
13
与先起裂裂缝之间的夹角，τ
xy诱导
表示先起裂裂缝引起的剪切应力，ν表示岩石的泊松比。7.根据权利要求3～6中任一项所述的方法，其特征在于，所述单点综合应力模型和所述井周综合地应力场数学模型分别利用如下表达式表示：述井周综合地应力场数学模型分别利用如下表达式表示：其中，σ
r
、σ
θ
、σ
z
分别表示井周综合应力场内不同位置点对应的径向应力、周向应力和垂向应力，τ
rθ
、τ
θz
分别表示rθ、θz方向上的剪切应力，r0、r分别表示井筒半径、和当前位置点离井轴中心的距离，p
w
表示井筒内井底液体压力，σ
v
′
、σ
h
′
、σ
h
′
分别表示井周综合应力场内不同位置点在垂向主应力、最大水平主应力、最小水平主应力方向上的复合应力，θ表示井周角，c表示封隔器对压裂裂缝起裂的影响修正系数，ν表示岩石的泊松比，σ
v
、σ
h
、σ
h
分别表示当前压裂段井周综合应力场对应的垂向主应力、最大水平主应力和最小水平主应力，σ
z1
、σ
x1
、σ
y1
分别表示井周综合应力场内不同位置点在垂向、最大水平主应力和最小水平主应力方向上由封隔器引起的诱导应力，σ
z天然裂缝
、σ
x天然裂缝
、σ
y天然裂缝
分别表示井周综合应力场内不同位置点在垂向、最大水平主应力和最小水平主应力方向上由天然裂缝引起的诱导应力，σ
z诱导
、σ
x诱导
、σ
y诱导
分别表示井周综合应力场内不同位置点在垂向、最大水平主应力和最小水平主应力方向上由先起裂裂缝引起的诱导应力。8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于，利用如下表达式计算井壁最大拉应力：其中，θ表示当前测试点对应的井周角，σ
max
(θ)表示当前测试点受到的井壁最大拉应力，σ
z
、τ
rθ
分别表示当前测试点沿井筒方向的轴向应力、以及rθ方向上的剪切应力，σ
θ
表示当前测试点在井周综合应力场内对应的周向应力。9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定能够影响裸眼水平井破裂压力的若干指标，分别分析各指标对所述破裂压力的影响程度变化状态。10.根据权利要求4～7中任一项所述的方法，其特征在于，所述影响修正系数的范围为0.9～1。

技术总结
本发明公开了一种用于计算裸眼水平井压裂裂缝破裂压力的方法，包括：基于岩石弹性力学理论，确定影响裸眼水平井压裂裂缝形成的初始影响因素，构建在初始影响因素的作用下的井周综合地应力场数学模型，数学模型用来表征裸眼水平井压裂裂缝起裂后井周不同位置点处的应力状态，其中，初始影响因素包括：封隔器引起的诱导应力、天然裂缝引起的诱导应力和先起裂裂缝引起的诱导应力；获取井周综合地应力场中任一测试点所受到的井壁最大拉应力，结合岩石张性破裂准则，采用迭代法，求解所述井周综合地应力场数学模型，得到当前测试点的破裂压力。本发明计算方便，得到的破裂压力更加接近实际破裂压力，能够为水力压裂等提供重要的技术支撑。术支撑。术支撑。


技术研发人员：郭彤楼 刘林 王兴文 尹琅 杨永华 何颂根 李永明 刘琦 勾宗武 杨衍东 蒋勇
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司西南油气分公司
技术研发日：2021.07.07
技术公布日：2022/3/15