[发明专利]一种页岩气水平井重复压裂裂缝开启压力的计算方法

权利要求书

1.一种页岩气水平井重复压裂裂缝开启压力的计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、利用测井数据计算原始地应力场的最小水平主应力；

S2、建立垂直裂缝井的初次压裂裂缝诱导应力模型，计算各射孔簇对应井段初次压裂裂缝诱导应力；

S3、利用井底测压、产气剖面测试，计算各射孔簇产量贡献，获得各射孔簇对应井段储层衰竭压力引起的最小水平地应力的减小值；其中，

根据重复压裂前井底流动压力递减规律，得到各射孔簇储层衰竭压力引起的最小水平地应力的减小值，具体为：

(1)重复压裂前，测试井底压力；

(2)重复压裂前，测试措施井产气剖面，如果无法完成措施井产气剖面测试，则根据页岩气水平井射孔簇产气贡献率计算方程计算重复压裂井各射孔簇产剖贡献率，预测产气剖面状况；

(3)按照各射孔簇产剖贡献率分配比例，求取各射孔簇压力衰竭程度，获得储层衰竭压力；其中，计算各射孔簇因储层孔隙压力衰竭导致的最小水平地应力的减小值的过程中遵循以下基本原则：

第一，无产能贡献射孔簇对应的储层压力等于原始地层压力；

第二，产气贡献率最高射孔簇对应的储层压力等于气层中部压力；

第三，具有一定产气贡献且在低于最高产气贡献的射孔簇，其所对应的储层压力

由以下公式计算：

式中：

——第i射孔簇对应的储层压力，MPa；

P_present——气层中部压力，MPa；

P₀——原始地层压力，MPa；

η_i——第i射孔簇产气贡献率，％；

η_max——最高产气簇产气贡献率，％；

(4)储层衰竭压力引起的最小水平地应力的减小值计算；

S4、利用套管直径、套管内径、施工过程中泵注排量、措施液密度、压裂液减阻率、射孔簇至井口段的套管长度这些参数计算沿程摩阻；

S5、综合上述步骤S1-S4中的原始地应力场的最小水平主应力、初次压裂裂缝诱导应力、储层衰竭压力引起的最小水平地应力的减小值以及沿程摩阻这四种力的叠加，计算沿水平井筒方向各射孔簇重复压裂裂缝开启压力为：

P_{射孔簇开启}＝P_initial+P_induce+P_P+P_friction 式1-1

式中：

P_{射孔簇开启}——当前射孔簇对应裂缝的开启压力，MPa；

P_initial——原始地应力场的最小水平主应力，MPa；

P_induce——初次压裂裂缝诱导应力，MPa；P_P——储层衰竭压力引起的最小水平地应力的减小值，MPa；

P_friction——沿程摩阻，含近井摩阻，MPa。

2.根据权利要求1所述的页岩气水平井重复压裂裂缝开启压力的计算方法，其特征在于：步骤S1中：原始地层最小水平主应力计算公式具体为：

假设地层为匀质各向同性的线弹性体，并假定在沉积后期地质构造运动过程中，地层与地层之间不发生相对位移，所有地层两水平方向的应变均为常数，则原始地应力场最小水平主应力采用以下公式计算：

式中：

σ_h——最小水平主应力，MPa；

σ_υ——上覆压力，MPa；

μ_s——泊松比，无量纲；

α——有效应力系数，Biot系数，无量纲；

P——地层压力，MPa；

K_h——最小水平主应力方向上的构造应力系数。

3.根据权利要求1或2所述的页岩气水平井重复压裂裂缝开启压力的计算方法，其特征在于：步骤S2中，建立垂直裂缝井的初次压裂裂缝诱导应力模型，研究初次压裂裂缝诱导应力属于平面应变问题，根据弹性力学理论，利用傅里叶变换和贝塞尔函数，以及蒂奇马什-巴斯布瑞吉对偶积分方程的解，得到初次压裂裂缝诱导应力。