[发明专利]页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法

权利要求书

1.页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，该页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法包括：

步骤1：建立模拟单裂缝延伸数学模型；

步骤2：根据位移不连续法建立裂缝诱导应力场模型；

步骤3：根据步骤1和步骤2的模型建立模拟多裂缝延伸形态的多簇裂缝延伸数学模型；

步骤4：建立考虑天然裂缝的水力裂缝延伸数学模型；

步骤5：将步骤3得到的模型结合步骤4得到的模型，即可得到所需考虑层理影响的多簇水力裂缝延伸模型。

2.根据权利要求1所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，单裂缝延伸数学模型包括井筒流体流动模型、裂缝内流体流动模型和裂缝延伸准则。

3.根据权利要求2所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，井筒流体流动模型建立方法如下：

基于Kirchoff第一定律和第二定律，计算井筒沿程摩阻和射孔孔眼摩阻关系表达式，推导井筒压降方程，建立井筒流体流动方程。

4.根据权利要求3所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，井筒流体流动模型为：

式中：p_cf,i为第i条裂缝井筒摩阻，C_cf为摩阻系数，x_j为裂缝j到井筒跟端的距离，Q_w,j为经过j条裂缝后剩下的流体流量，D为水平井筒直径，Q_T为总流体注入量，Q_k为第k条裂缝的流体注入量。

5.根据权利要求2所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，裂缝内流体流动模型建立方法如下：

基于平板流动理论，推导裂缝内流体流动压降方程；基于质量守恒定律，推导裂缝内流体压力与裂缝宽度关系表达式；采用有限差分法进行离散，建立裂缝内流体流动模型。

6.根据权利要求5所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，裂缝流体流动压降方程为：

式中：q为流体流量，p为流体压力，w_f为裂缝横截面最大宽度，u为流体剪切位移，h为平板裂缝高度；

裂缝内流体压力与裂缝宽度关系为：

式中：w为垂向任意位置的裂缝宽度，t为泵注总时间，C_L为滤失系数，τ为裂缝单元体开始滤失时间。

7.根据权利要求2所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤1中，

裂缝延伸准则包括：

等效强度因子为：

式中：K_e为等效强度因子，K_Ⅰ为Ⅰ型强度因子，K_Ⅱ为Ⅱ型强度因子，θ₀为裂缝偏离原来延伸的方向角；

最大周向应力准则用等效强度因子表示为：

K_e≥K_Ic

式中，K_Ic为岩体的断裂韧性。

8.根据权利要求1所述的页岩油水平井水力裂缝延伸模型的构建方法，其特征在于，在步骤2中，裂缝诱导应力场模型包括：

地层任意位置处受到裂缝诱导应力场为：

地层任意位置处位移场为：

式中：为x轴方向上正应力，为y轴方向上正应力，为剪切应力，G^ij为剪切模量，为应力边界影响系数，N为裂缝单元体数量；为裂缝单元水平和垂直方向上的位移量，为位移影响系数，为裂缝的法向位移，为裂缝的切向位移量。