[发明专利]一种陆相页岩储层无限级压裂工艺优化方法及系统

权利要求书

1.一种陆相页岩储层无限级压裂工艺优化方法，其特征在于，包括：

确定研究区块的陆相页岩的岩性和陆相页岩储层的层面弱面属性；所述陆相页岩的岩性包括纹层状长英质页岩和层状灰云质页岩；所述陆相页岩储层的层面弱面属性包括层理缝抗拉强度与抗剪强度；

根据所述陆相页岩的岩性和所述陆相页岩储层的层面弱面属性建立陆相页岩储层模型；

对所述陆相页岩储层模型施加不同压裂工艺施工参数后，利用三维离散格子法分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得出不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果；所述压裂工艺施工参数包括起始裂缝开度、压裂施工簇数与簇间距、压裂液黏度压裂泵注排量；所述射孔压裂数值模拟结果和所述无限级压裂数值模拟结果均包括各簇平均破裂压力、各簇诱导应力、压裂裂缝有效占比、各簇改造体积均匀度和平均储层改造体积；

对比不同压裂工艺施工参数下的所述射孔压裂数值模拟结果和所述无限级压裂数值模拟结果确定无限级压裂工艺最优方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用三维离散格子法分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得出不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果，具体包括：

以岩石颗粒为节点，以岩石颗粒之间的接触为节点间的弹簧；流体单元位于出现拉剪破坏的所述弹簧的中心，所述流体单元之间通过流体管道连接，构建出三维离散格子模型；

利用所述三维离散格子模型分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得到不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果；所述三维离散格子模型包括固体力学模型和流体流动模型；所述固体力学模型和所述流体流动模型之间存在流固耦合过程。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述三维离散格子模型分别进行射孔压裂数值模拟和无限级压裂数值模拟，得到不同压裂工艺施工参数下的射孔压裂数值模拟结果和无限级压裂数值模拟结果，具体包括：

对射孔压裂或无限级压裂，在所述预设时间步长内，利用所述流体流动模型分别计算每一簇的流体压力，构建每一簇的泵注曲线；所述泵注曲线的横坐标为预设时间步长，纵坐标为每一簇在每一时间步长下对应的流体压力；

确定每一所述泵注曲线的最高点，并根据每一所述最高点和簇数计算各簇平均破裂压力；所述泵注曲线的最高点为对应簇的破裂压力；

对所述射孔压裂或所述无限级压裂，在所述预设时间步长内，根据所述流体流动模型和所述流固耦合过程分别计算射孔压裂和无限级压裂下各簇的最终裂缝宽度；

根据各簇的所述最终裂缝宽度计算裂缝体积，并根据所述裂缝体积计算压裂有效裂缝占比；

根据各簇的所述裂缝体积计算各簇的储层改造体积；

根据各簇的所述储层改造体积计算平均储层改造体积；

根据各簇的所述储层改造体积和储层改造体积均值计算各簇改造体积均匀度；

对所述射孔压裂或所述无限级压裂，根据出现拉剪破坏的所述弹簧的两端节点的单位法向向量和储层初始应力，计算各簇诱导应力。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述预设时间步长内，根据所述流体流动模型和所述流固耦合过程分别计算射孔压裂和无限级压裂下各簇的最终裂缝宽度，具体包括：

在第n时间步长下，利用所述流体流动模型计算n时间步长对应的裂缝宽度；n＝1，2，...，H；

根据所述n时间步长对应的裂缝宽度调整n时间步长所述流固耦合过程，并根据所述n时间步长所述流固耦合过程更新所述流体流动模型；

利用更新的流体流动模型计算n+1时间步长对应的裂缝宽度；

当n+1为预设时间步长值，则所述n+1时间步长对应的裂缝宽度为最终裂缝宽度；

当n+1小于预设时间步长值H时，则令n＝n+1，返回步骤“在第n时间步长下，利用所述流体流动模型计算n时间步长对应的裂缝宽度”。