[发明专利]一种页岩水压裂缝扩展预测方法

摘要

本发明涉及岩石破裂预测领域，具体涉及一种页岩水压裂缝扩展预测方法，包括步骤(一)计算斜裂缝在外界应力和水压力作用下的法向、切向应力和有效应力。(二)根据裂缝类型获得应变能密度函数、(三)根据应变能密度函数得到应变能密度因子、(四)根据应变能密度准则判断裂缝扩展方向和扩展角。(五)通过数值模拟获得层理、天然裂缝等对水压裂分扩展方向的影响，从而对页岩水力压力作用下的裂缝扩展进行预测。该预测方法基于断裂力学，引入水力条件因子，通过研究裂缝扩展方向和水力大小的关系，并采用扩展有限元法，得到不同层理方向对页岩水力压裂裂缝扩展方向的影响，从而实现对水压裂缝扩展的精确预测，得到较高的预测准确率。

主权项

1.一种页岩水压裂缝扩展预测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：a、计算斜裂缝在压应力场下的法向应力和切向应力；b、计算裂缝面在水压力作用下的法向应力；c、根据裂缝面类型，获得裂缝的应变能密度函数；d、设定页岩为弹性体，并根据其受力变形后的应变能密度得到应变能密度因子的表达式；e、根据材料中的最小应变能密度因子与其所对应的方向，得到裂缝开始扩展的时点及其扩展角，并分析在不同水平压力下，不同的裂缝面水压力对裂缝扩展角的影响规律；f、验证页岩层理对页岩水压裂缝扩展方向的影响，包括建立页岩储层水力压裂的数值模型，并选定参数，模拟在水压力条件下得到在不同层理倾角下裂缝的扩展规律。