[发明专利]基于监测井分布式光纤应变监测的水平井压裂过程裂缝高度确定方法

权利要求书

1.一种基于监测井分布式光纤应变监测的水平井压裂过程裂缝高度确定方法，其特征在于，包括：

步骤S10，裂缝延伸至光纤监测井的动态诊断；

步骤S20，构建监测井光纤应变与应变率分布计算模型；

步骤S30，构建监测井光纤峰值应变与峰值应变率计算模型；

步骤S40，根据分布式光纤所在位置应变与应变率曲线分析裂缝高度；

其中，所述步骤S20包括：

步骤S21，压裂裂缝达到光纤监测井后，压裂裂缝在光纤所在平面的诱导应为：

步骤S22，建立光纤的应变及应变率计算公式，光纤应变为：

光纤应变率为：

其中，

ξ＝y/h为计算位置与裂缝面的无因次距离，无因次；

y是距离裂缝面的距离，m；

h是水力裂缝高度，m；

p_net是水力裂缝内流体净压力，MPa；

σ_yy、σ_zz、σ_xx分别为y、z和x方向的裂缝诱导应力，MPa；

v为岩石泊松比，无因次；

E为岩石杨氏模量，MPa；

ε为光纤应变，无因次；

为光纤应变率，s^-1；

为水力裂缝内流体净压力随时间变化率，MPa/s。

2.如权利要求1所述的基于监测井分布式光纤应变监测的水平井压裂过程裂缝高度确定方法，其特征在于，所述步骤S10包括：

步骤S11，获取压裂过程光纤监测井的分布式光纤应变与应变率数据，并绘制光纤应变与应变率时间分布图；

步骤S12，根据光纤应变与应变率时间分布图，进行裂缝延伸动态诊断。

3.如权利要求2所述的基于监测井分布式光纤应变监测的水平井压裂过程裂缝高度确定方法，其特征在于，所述步骤S12包括：

据光纤应变与应变率时间分布图，根据尖端应力集中现象，当裂缝延伸至光纤监测井时，光纤应变与应变率会出现汇聚，根据汇聚现象可识别裂缝延伸至光纤监测井的时刻。

4.如权利要求1所述的基于监测井分布式光纤应变监测的水平井压裂过程裂缝高度确定方法，其特征在于，所述步骤S30包括：

步骤S31，将应变与应变率的公式求导数，得到峰值应变和峰值应变率分别为

步骤S32，对应变与应变率的公式求导数，得到达到峰值应变和峰值应变率的无因次位置为：

由公式(6)可得到达到峰值应变与应变率的位置为：

其中，

ε_max为峰值应变；

为峰值应变率；

v为岩石泊松比，无因次；

E为岩石杨氏模量，MPa；

p_net是水力裂缝内流体净压力，MPa；

为水力裂缝内流体净压力随时间变化率，MPa/s；

y是距离裂缝面的距离，m；

h是水力裂缝高度，m；

ξ＝y/h为计算位置与裂缝面的无因次距离，无因次。

5.如权利要求1所述的基于监测井分布式光纤应变监测的水平井压裂过程裂缝高度确定方法，其特征在于，所述步骤S40包括：

S41，当水力裂缝达到光纤监测井后，绘制分布式光纤所在位置的应变与应变率分布曲线图；

S42，根据分布式光纤应变与应变率曲线，找到峰值应变与应变率所在位置d_m，根据式(8)计算裂缝高度，其中公式(8)为：

其中，

h是水力裂缝高度，m；

v为岩石泊松比，无因次；

dm为峰值应变与应变率所在位置，m。