[发明专利]一种页岩气井重复压裂裂缝起裂方向与延伸路径预测方法

权利要求书

1.一种页岩气井重复压裂裂缝起裂方向与延伸路径预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、收集以下数据，包括：地质储层参数、岩石力学参数、压裂工程参数；

S2、利用步骤S1中的数据，运用岩石力学理论建立页岩气井重复压裂初始地应力模型；

S3、利用步骤S1中的数据，运用断裂力学理论建立页岩气井重复压裂裂缝起裂模型；

S4、利用步骤S1中的数据，运用流固耦合理论建立页岩气井重复压裂裂缝偏转延伸模型；所述裂缝偏转延伸模型包括裂缝延伸物质平衡方程、缝内流体流动方程、滤失速度方程、裂缝开度方程、裂缝高度方程、裂缝延伸边界条件与初始条件方程、裂缝延伸转向角度方程；

所述裂缝延伸物质平衡方程：

式中：q—裂缝内流量，m³/s；h_f—裂缝高度，m；w_f—裂缝开度，m；s—裂缝长度方向坐标，m；t—时间，s；q_L—压裂液滤失速度，m/s；

所述缝内流体流动方程为：

式中：p—裂缝内压力，Pa；s—裂缝长度方向坐标，m；μ—液体粘度，Pa·s；

所述滤失速度方程为为：

式中：C_L—滤失系数，m/s^0.5；τ—开始滤失时间，s；

所述裂缝开度方程为：

式中：ν—泊松比，无量纲；σ_c—裂缝壁面闭合应力，Pa；E—杨氏模量，Pa；

所述裂缝高度方程为：

式中：K_Ic—页岩断裂韧性，Pa·m^0.5；

所述裂缝壁面闭合应力计算方程为：

式中：θ—裂缝逼近角，即与初始裂缝夹角，°；—裂缝倾角，°；

所述裂缝延伸边界条件与初始条件方程为：

式中：Q—重复压裂泵注排量，m³/min；L_f—裂缝半长，m；

所述裂缝延伸转向角度方程为：

式中：ω^ppg—重复压裂延伸转向角度，°；—重复压裂裂缝延伸尖端位置最小主应力方向向量x、y分量；

S5、结合步骤S1-S4，通过数值计算流程对页岩气井重复压裂裂缝起裂方向与延伸路径进行预测。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气井重复压裂裂缝起裂方向与延伸路径预测方法，其特征在于，所述步骤S1中，地质储层参数包括：最小水平主应力、最大水平主应力，垂向主应力、地层Biot系数、储层孔隙压力分布，岩石力学参数包括泊松比、杨氏模量、剪切模量，压裂工程参数包括：初始裂缝开度、重复压裂裂缝起裂点、滤失系数。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气井重复压裂裂缝起裂方向与延伸路径预测方法，其特征在于，所述步骤S2中页岩气井重复压裂初始地应力模型包括初始地应力张量方程、初始裂缝诱导应力方程、孔隙压力诱导应力方程、当前地层应力方程。