[发明专利]一种裂缝性地层封堵承压能力的预测方法

说明书

本发明公开了一种裂缝性地层封堵承压能力的预测方法，包括以下步骤：S1、获取岩石力学参数、施工参数以及封堵层的参数；S2、再获取封堵层架桥距离；S3、最后根据裂缝性地层封堵承压能力预测模型计算得到封堵裂缝的扩展压力。本发明考虑了非线性裂缝宽度分布、地应力、封堵裂缝的扩展压力、裂缝内流体压力、封堵位置、封堵层长度和宽度、封堵层渗透率等因素的影响，能够更为合理地预测裂缝性地层的封堵承压能力，进而为裂缝性地层承压堵漏优化设计和改善封堵层质量提供科学依据和决策支持。

技术领域

本发明涉及一种裂缝性地层封堵承压能力的预测方法，属于钻井施工技术领域。

背景技术

顺应全球油气勘探开发新趋势，我国油气资源的勘探开发逐步向深水、深层及非常规油气资源迈进。深部地层中广泛发育的多尺度裂缝为油气资源的高效开发提供了良好的渗透通道，但同时高密度钻井液的大量使用也增加了钻井液漏失的风险。钻井过程中发生井漏，不仅造成高额的钻井液材料损失、较长的非生产时间，还容易诱发井塌、井喷、卡钻等井下复杂事故，严重时甚至导致水平井提前完钻，已经成为制约裂缝性油气藏优快钻井的主要技术瓶颈之一。承压堵漏技术是控制钻井液漏失、提高地层承压能力的有效手段，通常采用封堵承压能力来衡量钻井液漏失控制的效果以及地层承压能力的强化程度。对于结构稳定的致密封堵层而言，地层承压能力的强化程度在力学上表现为封堵裂缝的扩展压力。针对封堵后裂缝扩展压力的预测方法，国内外学者开展了较为深入的研究。2012年，Morita等基于断裂力学理论建立了考虑地应力、封堵裂缝的扩展压力以及裂缝内压力综合作用的裂缝扩展压力预测模型，但其忽略了裂缝宽度、封堵层渗透率以及封堵层内流体流动的影响；2014年，Shahri等基于边界元理论建立了预测裂缝宽度和封堵裂缝扩展压力的半解析模型，量化了岩石力学参数、地应力各向异性、井眼尺寸以及井斜角对裂缝宽度和裂缝封堵承压能力的影响，Mehrabian等将该半解析模型推广到了井壁多裂缝封堵情况，但该模型并未考虑封堵层几何及渗透性的影响；2015年，许成元推导了封堵层内流体压力产生的裂缝尖端应力强度因子，进而建立了考虑封堵作用的裂缝扩展压力预测模型，但该模型是基于均匀裂缝宽度假设而建立的。对于真实井下裂缝而言，裂缝宽度分布通常具有显著的非线性特征，且受堵漏材料颗粒粒径和浓度的影响，堵漏材料在裂缝内任意位置处形成具有一定长度、宽度和渗透性的致密封堵层。但是，现有的封堵裂缝扩展压力预测模型和方法并未系统考虑裂缝宽度分布、封堵层几何及渗透率的影响。

发明内容

针对上述问题，本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种裂缝性地层封堵承压能力的预测方法。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种裂缝性地层封堵承压能力的预测方法，包括以下步骤：

S1、获取岩石力学参数、施工参数以及封堵层的参数；

S2、再获取封堵层架桥距离a；

S3、最后裂缝性地层封堵承压能力预测模型计算得到封堵裂缝的扩展压力P_w；

其中，

F_λ(s)＝(1-λ)0.5(3-s)[1+1.243(1-s)³]+1+(1-s)[0.5+0.743(1-s)²]

ΔL＝L-a-b

s＝L/(R+L)

λ＝σ_H/σ_h