[发明专利]一种水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法

权利要求书

1.一种水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)建立页岩天然裂缝张开力学模型和剪切破裂力学模型，计算出天然裂缝张开边界和剪切破裂的边界，根据目标储层的基础参数，初步评价出水力裂缝与天然裂缝干扰后裂缝的走向；

(2)采用页岩露头岩样，通过改变簇射孔间距进行多簇水平井压裂物理模拟实验，获得最优簇射孔间距。

2.根据权利要求1所述的水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中的建立页岩天然裂缝张开力学模型和剪切破裂力学模型是这样实现的：

天然裂缝的张开力学模型如下：

其中：逼近角为θ，°；σ₁和σ₃分别为水平最大主应力和水平最小主应力，MPa；E,υ分别为压裂目标层段地层岩石的弹性模量和泊松比；γ为裂缝的表面能，MPa·m；L为水力裂缝的半长，m；

天然裂缝的剪切破裂力学模型如下:

其中：逼近角为θ，°；σ₁和σ₃分别为水平最大主应力和水平最小主应力，MPa；τ₀是岩石的内聚力，MPa；K_f是天然裂缝面的摩擦系数，无因次；p_σ为缝内天然裂缝发生剪切破裂时的流体压力，MPa。

3.根据权利要求2所述的水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中的计算出天然裂缝张开边界和剪切破裂的边界是这样实现的：

针对某页岩储层，输入所需的模型参数，采用天然裂缝的张开力学模型和天然裂缝的剪切破裂力学模型，分别计算出天然裂缝的剪切破裂边界和张开边界，并在以逼近角θ为横坐标、水平主应力差为纵坐标的坐标图上显示出剪切破裂边界和张开边界，形成边界图版。

4.根据权利要求3所述的水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法，其特征在于：所述步骤(1)中的根据目标储层的基础参数，初步评价出水力裂缝与天然裂缝干扰后裂缝的走向是这样实现的：

根据某储层的逼近角θ和水平主应力差，在所述边界图版中确定一个点，如果该点在剪切破裂边界上方，则判定水力裂缝扩展不受天然裂缝影响，直接穿过天然裂缝扩展；如果该点在张开边界和剪切破裂边界之间，则判定天然裂缝发生膨胀，水力裂缝会沿着天然裂缝方向延伸。

5.根据权利要求4所述的水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法，其特征在于：所述步骤(2)是这样实现的：

采用页岩露头岩样，针对每一个设定的簇射孔间距，进行一次多簇水平井压裂物理模拟实验，获得每个簇射孔间距对应的实验结果，然后采用压裂曲线数据和微地震动态监测数据，结合步骤(1)获得的水力裂缝与天然裂缝干扰后裂缝的走向，分析出应力阴影对裂缝形态的影响，最后找出最优簇射孔间距。

6.根据权利要求5所述的水平井分段压裂多段裂缝形态评价方法，其特征在于：所述找出最优簇射孔间距这样实现的：

通过微地震事件点观察裂缝形态，如果没有发现裂缝短小或裂缝与井轴发生偏转，即裂缝形态没有受到应力阴影的影响，此时对应的簇射孔间距即为最优簇射孔间距；

当簇射孔间距小于最优簇射孔间距时，有裂缝短小或裂缝与井轴发生偏转的现象，即发生了应力阴影的影响。