[发明专利]一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法及系统

权利要求书

1.一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立页岩气储层多尺度孔隙渗流表观渗透率模型，用于表征页岩气在储层中的流动方式；

建立页岩气储层裂缝与基质流动耦合模型，用于表征在不同的非相邻连接形式下，基质单元-裂缝单元和裂缝单元-裂缝单元之间的页岩气流量；

根据所述页岩气储层多尺度孔隙渗流表观渗透率模型和所述页岩气储层裂缝与基质流动耦合模型，建立页岩气储层多尺度流-固耦合水平井渗流模型，用于表征页岩气在基质孔隙和裂缝系统中的物质平衡传输行为，以及局部应力场的改变；

初始化模型参数，利用所述模型参数和所述页岩气储层多尺度流-固耦合水平井渗流模型进行数值处理，得到页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析结果。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法，其特征在于，所述页岩气储层多尺度孔隙渗流表观渗透率模型包括：

基质表观渗透率模型，用于表征自由气与吸附气在基质孔隙中存在的滑脱流流动行为、Knudsen扩散流动行为和表面扩散流动行为；

裂缝渗透率模型，用于表征自由气在裂缝系统中黏性流的运移方式。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法，其特征在于，所述非相邻连接形式包括：裂缝单元刺穿基质单元并与基质单元相连、同一条裂缝中相邻裂缝单元之间相连和相交裂缝单元之间相连。

4.根据权利要求2所述的一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法，其特征在于，所述建立页岩气储层多尺度流-固耦合水平井渗流模型的方法为：

建立基于弹性力学的固体形变控制方程；

根据所述基质表观渗透率模型建立基质孔隙的连续性方程；

建立井指数模型，根据所述井指数模型建立裂缝系统的连续性方程。

5.根据权利要求4所述的一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法，其特征在于，所述数值处理的方法包括以下步骤：

S1：划分流动单元，所述基质单元用二维笛卡尔网格单元表示，所述裂缝单元为一维单元；

S2：赋值物性参数；根据所述物性参数获取每一个基质单元的压力场，得到基质孔隙的压力场；根据所述物性参数获取每一个裂缝单元的压力场，得到裂缝系统的压力场；

S3：利用基质孔隙的压力场和裂缝系统的压力场求解所述固体形变控制方程；

S4：根据固体形变控制方程的求解结果，采用松弛迭代方法获取所有基质单元的体积应变和当前时步的平均有效应力；

S5：利用所述平均有效应力更新物性参数，返回S2；

S6：迭代执行S2至S5，直到迭代时间结束，得到页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析结果。

6.根据权利要求4所述的一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析方法，其特征在于，进行数值处理之前，采用全隐式有限体积方法对所述固体形变控制方程、所述基质孔隙的连续性方程和所述裂缝系统的连续性方程进行数值离散，得到固体形变控制方程的数值方程、基质孔隙的连续性方程的数值方程和裂缝系统的连续性方程的数值方程。

7.一种页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析系统，其特征在于，包括：

渗透率模型建立模块，用于建立页岩气储层多尺度孔隙渗流表观渗透率模型；

耦合模型建立模块，用于建立页岩气储层裂缝-基质和裂缝-裂缝流动耦合模型；

渗流模型建立模块，用于根据所述页岩气储层多尺度孔隙渗流表观渗透率模型和所述页岩气储层流动耦合模型，建立页岩气储层多尺度流-固耦合水平井渗流模型；

模型参数模块，用于存储物性参数，为各个模型进行参数赋值；

数值处理模块，用于利用所述模型参数和所述页岩气储层多尺度流-固耦合水平井渗流模型进行数值处理，得到页岩气储层重复压裂前生产诱导应力分析结果。