[发明专利]一种模拟裂缝性储层中水力裂缝壁面不连续性行为的方法

说明书

本发明公开了一种模拟裂缝性储层中水力裂缝壁面不连续性行为的方法，包括以下步骤：建立天然裂缝的物理模型；建立水力裂缝扩展计算方程；建立天然裂缝破坏模型，计算得到天然裂缝开度，再计算得到天然裂缝渗透率，最后将所述天然裂缝渗透率转化为多孔介质的渗透率；将水力裂缝扩展计算方程通过裂缝扩展准则以及流体滤失与多孔介质的渗透率进行耦合，得到考虑天然裂缝影响的耦合天然裂缝的孔弹性模型；通过所述耦合天然裂缝的孔弹性模型，即可得到水力裂缝壁面应力、位移分布情况，通过位移大小，分析水力裂缝壁面的偏移以及不连续性行为。本发明能够精确的模拟出水力裂缝壁面的非均匀以及不连续性，为分析压裂过程中支撑剂的运移奠定基础。

技术领域

本发明涉及水力裂缝技术领域，特别涉及一种模拟裂缝性储层中水力裂缝壁面不连续性行为的方法。

背景技术

针对于非常规储层的水力压裂技术研究，目前大多数研究者把原本为孔弹性的地层考虑为弹性地层，把流体的流动仅考虑为裂缝内的流动而忽略了孔隙中的流动。这样的考虑是建立在弹性力学的基础上，但是却与非常规储层的实际情况相差甚远。所以得到的水力裂缝壁面在大多数的研究中都是光滑的、连续的面。但是，通过很多实验可知(王跃.基于大型水力压裂实验系统的室内模拟研究[J].地球物理学进展,2017,32(1):408-413；张健，张国祥，李良等.页岩水力压裂模拟实验研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2019,42(4):541-545)，在对储层岩石实施水力压裂措施后形成的裂缝壁面并不是光滑、连续分布的，而是呈现出凹凸起伏、非连续的状态。这种现象在大多数研究中被忽略，但是水力裂缝壁面的不连续性对于支撑剂在其中的运移有很大的影响。所以常规的方法已经不能够准确地模拟出水力裂缝在压裂过程中的真实状态。

再者，目前大多数的研究关注的是水力裂缝在非常规储层中的延伸轨迹以及水力裂缝与天然裂缝的相交行为(李晓，赫建明，尹超等.页岩结构面特征及其对水力压裂的控制作用[J].天然气地球科学，2019,40(3):653-660；Chen X,Li Y,Zhao J,Xu W,FuD.Numerical investigation for simultaneous growth ofhydraulic fractures inmultiple horizontal wells[J].Journal ofNatural Gas Science and Engineering,2018,51:44-52)。其目的是研究水力裂缝与天然裂缝间的相交作用机制，然后通过模拟预测压裂过程中储层的成网能力以及形成的改造体积。但是受计算方法的限制，当天然裂缝条数成倍数增加时，计算时间将呈指数递增，对于计算机的性能以及配置要求也将大幅度提升(Roussel,N.P.and Sharma,M.M.Role of Stress Reorientation in the Successof Refracture Treatments in Tight Gas Sands[J].SPE ProdOper,2012,27(4):346–355)。所以原有的模拟方法就不再适用于现场工程实际。除此之外，由于储层被考虑为弹性体，而非孔弹性介质，在计算流体滤失以及储层应力时，得到的结果会存在较大的误差。这也是常规方法的弊端(Gao Q,Ghassemi A.Pore pressure and stress distributionsaround a hydraulic fracture in heterogeneous rock[J].Rock Mechanics and RockEngineering,2017,50(12),3157-3173)。

发明内容