[发明专利]一种考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法

权利要求书

1.一种考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

收集整理支撑剂嵌入裂缝的基本参数；

分别计算或测量弹性嵌入阶段、塑性嵌入阶段、以及蠕变嵌入阶段的支撑剂变形量及支撑剂嵌入裂缝深度；所述弹性嵌入阶段、塑性嵌入阶段的支撑剂变形量计算公式为：

式中：

ΔD_1/2为弹性嵌入阶段或塑性嵌入阶段支撑剂变形量，mm；

P_max为最大接触应力，MPa；

E₁为支撑剂的弹性模量，MPa；

W_f0为初始裂缝宽度，mm；

P_C为闭合压力，MPa；

E*为综合弹性模量，MPa；

ν₁为支撑剂的泊松比，无量纲；

ν₂为岩层的泊松比，无量纲；

E₂为岩层的弹性模量，MPa；

所述蠕变嵌入阶段的支撑剂变形量计算公式为：

式中：

ΔD₃为蠕变嵌入阶段支撑剂变形量，mm；

P_ave为蠕变嵌入阶段平均接触应力，MPa；

e为常数，取值2.7183；

t为时间，s；

η₂为岩层的粘弹性剪切系数，MPa；

所述弹性嵌入阶段的支撑剂嵌入裂缝深度计算公式为：

式中：

h₁为弹性阶段嵌入裂缝深度，mm；

P_C为闭合压力，MPa；

E*为综合弹性模量，MPa；

R为支撑剂半径，mm；

E₂为岩层的弹性模量，MPa；

D₂为岩层厚度，mm；

ν₁为支撑剂的泊松比，无量纲；

ν₂为岩层的泊松比，无量纲；

E₁为支撑剂的弹性模量，MPa；

所述塑性嵌入阶段嵌入裂缝深度的计算公式为：

当未考虑铺砂浓度和支撑剂砂堆中流体对支撑剂嵌入的影响时：

当考虑铺砂浓度和支撑剂砂堆中流体对支撑剂嵌入的影响时：

式中：

h₂为塑性阶段嵌入裂缝深度，mm；

f为修正系数，无量纲；

所述蠕变嵌入阶段嵌入深度的计算公式为：

式中：

h₃为蠕变阶段嵌入裂缝深度，mm；

e为常数，取值2.7183；

t为时间，s；

η₁为支撑剂的粘弹性剪切系数，MPa；

η₂为岩层的粘弹性剪切系数，MPa；

根据各阶段的所述支撑剂变形量与所述支撑剂嵌入裂缝深度，分别计算各阶段的剩余裂缝宽度；

根据各阶段的所述剩余裂缝宽度，分别计算各阶段的裂缝导流能力。

2.根据权利要求1所述的考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法，其特征在于，所述基本参数包括闭合压力Pc、支撑剂半径R、支撑剂的弹性模量E₁、岩层的弹性模量E₂、支撑剂的泊松比ν₁、岩层的泊松比ν₂、支撑剂的粘弹性剪切系数η₁、岩层的粘弹性剪切系数η₂、岩层的厚度D₂、初始裂缝宽度W_f0。

3.根据权利要求1所述的考虑岩石弹-塑-蠕变形的裂缝导流能力预测方法，其特征在于，所述剩余裂缝宽度的计算公式为：

W_f＝W_f0-ΔD-2h (10)

式中：

W_f为剩余裂缝宽度，mm；

W_f0为初始裂缝宽度，mm；

ΔD为支撑剂变形量，mm；

h为支撑剂嵌入裂缝深度，mm。