[发明专利]基于地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测方法及装置

权利要求书

1.基于现今地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测方法，其特征在于，该预测方法包括以下步骤：

1)根据研究区目的层压裂层段的现今构造样式和测井数据建立三维现今地应力场数值模型，确定缝网产生区和定向裂缝产生区；

2)根据研究区地震叠前数据确定研究区天然裂缝发育程度和发育方位的分布情况，在所述定向裂缝产生区内划分出天然裂缝发育区和天然裂缝不发育区；

3)在天然裂缝不发育区，将水平最大主应力方位作为压裂缝的起裂方位，在天然裂缝发育区，根据天然裂缝与水平最大主应力的夹角关系确定起裂方位；

4)根据定向裂缝产生区的压裂缝起裂方位和缝网产生区确定压裂效果。

2.根据权利要求1所述的基于现今地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测方法，其特征在于，所述步骤1)中缝网产生区和定向裂缝产生区的确定过程如下：

A.根据研究区目的层压裂层段的现今构造样式建立三维构造地质模型；

B.根据研究区各单井的测井数据确定各单井目的层的岩石力学参数，依据各单井岩石力学参数表征平面上岩石力学参数的展布特征，确定地质模型的力学单元，建立非均质力学模型；

C.利用研究区各单井目的层的井径崩落信息和单井钻井诱导缝信息获取研究区整体的现今水平最大主应力方位，利用各个单井的测井曲线确定研究区单井水平最大最小主应力随深度的平均变化梯度；

D.根据研究区整体现今主应力方向和水平最大最小主应力变化梯度，结合建立的非均质力学模型，开展应力场数值模拟，获取研究区整体的水平最大主应力方位和水平差应力值；

E.根据得到的水平差应力值确定研究区缝网产生区和定向裂缝产生区。

3.根据权利要求1所述的基于现今地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测方法，其特征在于，所述步骤3)中对天然裂缝发育区，若天然裂缝的走向和该处确定的水平最大主应力方向的夹角小于等于设定角度时，该区域内压裂缝的起裂方位为天然裂缝走向，若天然裂缝的走向和该处确定的水平最大主应力方向的夹角大于设定角度时，该区域内压裂缝的起裂方位与水平最大主应力方位一致。

4.根据权利要求2所述的基于现今地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测方法，其特征在于，所述步骤E中根据水平差应力确定缝网产生区和定向缝产生区，当水平差应力小于设定应力时，该区域为缝网产生区，当水平差应力不小于设定应力时，该区域为定向缝产生区。

5.根据权利要求1所述的基于现今地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测方法，其特征在于，所述步骤A中的三维构造地质模型采用有限元软件ANSYS建立。

6.一种基于现今地应力和天然裂缝耦合关系的压裂预测装置，其特征在于，该压裂预测装置包括处理器和存储器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

1)根据研究区目的层压裂层段的现今构造样式和测井数据建立三维现今地应力场数值模型，确定缝网产生区和定向裂缝产生区；

2)根据研究区地震叠前数据确定研究区天然裂缝发育程度和发育方位的分布情况，在所述定向裂缝产生区内划分出天然裂缝发育区和天然裂缝不发育区；

3)在天然裂缝不发育区，将水平最大主应力方位作为压裂缝的起裂方位，在天然裂缝发育区，根据天然裂缝与水平最大主应力的夹角关系确定起裂方位；

4)根据定向裂缝产生区的压裂缝起裂方位和缝网产生区确定压裂效果。