水力压裂破裂压力获得方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法及装置获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数，并且在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型。根据建立好的套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，建立套管射孔完井条件下的井周应力场模型；再根据井周应力场模型、水力压裂理论以及破裂准则，获得水力压裂破裂压力。与现有的水力压裂破裂压力获得方法相比，本发明专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法考虑因素更全面，更贴近实际完井情况。

Hydraulic fracturing fracturing pressure obtaining method and device

Hydraulic fracturing is an embodiment of the invention provides a method and a device for obtaining the fracture pressure obtained in-situ stress parameters, pore fluid pressure, casing mechanical parameters, mechanical parameters and mechanical parameters of cement ring formation, and the fluid pressure and stress under the action of different establishment of casing stress field distribution model, the stress distribution of cement ring model and stress distribution model. According to the established the casing stress field distribution model, the cement stress distribution model and stress distribution model, establish well circumferential stress of casing perforation completion under the conditions of the field model; then according to the borehole stress field model, hydraulic fracturing theory and fracture criterion, obtain hydraulic fracturing fracture pressure. Compared with the existing hydraulic fracturing fracturing pressure obtaining method, the method of hydraulic fracturing fracturing pressure provided by the embodiment of the invention is more comprehensive and more close to the actual completion condition.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油工程压裂领域，具体而言，涉及一种水力压裂破裂压力获得方法及装置。
技术介绍
在油气田开发过程中，特别是低渗油气田开发过程中，套管射孔水力压裂是必要的完井措施，而水力压裂破裂压力的准确计算对水力压裂优化设计具有重要的影响。在现有技术中，通常考虑水泥环与地层之间存在微小的裂隙，压裂过程中，压裂液直接进去微小裂隙，而这与实际情况不相符合，从而不利于水力压裂破裂压力的准确计算。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种水力压裂破裂压力获得方法及装置，以改善在压裂过程中，假设压裂液直接进去微小裂隙，不利于水力压裂破裂压力的准确计算的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种水力压裂破裂压力获得方法，所述方法包括：获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数；在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型；根据套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，建立套管射孔完井条件下的井周应力场模型；根据井周应力场模型、水力压裂理论以及破裂准则，获得水力压裂破裂压力。本专利技术实施例还提供了一种水力压裂破裂压力获得装置，所述装置包括：参数获取模块，用于获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数；第一模型建立模块，用于在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型；第二模型建立模块，用于根据套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，建立套管射孔完井条件下的井周应力场模型；水力压裂破裂压力获取模块，用于根据井周应力场模型、水力压裂理论以及破裂准则，获得水力压裂破裂压力。本专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法及装置的有益效果为：本专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法及装置获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数，并且在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型。根据建立好的套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，建立套管射孔完井条件下的井周应力场模型；再根据井周应力场模型、水力压裂理论以及破裂准则，获得水力压裂破裂压力。与现有的水力压裂破裂压力获得方法相比，本专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法改善了在压裂过程中，假设压裂液直接进去微小裂隙，不利于水力压裂破裂压力的准确计算的问题。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法的流程图；图2是图1示出的步骤S100的具体步骤的流程图；图3是图1示出的步骤S200的具体步骤的流程图；图4是图3示出的步骤S220的具体步骤的流程图；图5是本专利技术实施例提供的套管-水泥环-地层组合示意图；图6是本专利技术实施例中平均地应力作用于井周的示意图；图7是本专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得装置的结构框图；图8是图7示出的参数获取模块的结构框图；图9是图7示出的第一模型建立模块的结构框图；图10是图9示出的水平地应力模型建立子模块的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例详情请参见图1，图1示出了本专利技术实施例提供的水力压裂破裂压力获得方法包括如下步骤S100至步骤S400：步骤S100，获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数。步骤S100具体可以包括如下步骤S110至步骤S130，详情请参见图2：步骤S110，根据测井后获得的数据获得地层地应力参数以及孔隙流体压力值。测井，也叫地球物理测井或矿场地球物理，简称测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法(包括重、磁、电、震、核)之一。步骤S120，根据固井后获得的数据获得套管力学参数以及水泥环力学参数。固井是钻完井作业过程中不可缺少的一个重要环节，它包括下套管和注水泥。固井技术是多学科的综合应用技术，具有系统性、一次性和时间短的特点。固井的主要目的是保护和支撑油气井内的套管，封隔油、气和水等地层。步骤S130，根据测井后获得的数据或通过对岩石的实验测试获得地层力学参数。地层力学参数可以根据测井后获得的数据获得，也可以通过实验测量岩石的力学参数从而获得地层力学参数，获得地层力学参数的具体方法不应该理解为是对本专利技术的限制。步骤S200，在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型。步骤S200具体包括如下步骤S210至步骤S230，详情请参见图3：步骤S210，在井筒流体压力单独作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型。将井周受力系统分为套管-水泥环-地层三部分的组合系统，详情请参见图5，根据拉梅公式得到井筒流体压力作用下，井周应力场： ( σ r i ) p = A i r 2 + 2 C i 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水力压裂破裂压力获得方法，其特征在于，所述方法包括：获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数；在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型；根据套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，建立套管射孔完井条件下的井周应力场模型；根据井周应力场模型、水力压裂理论以及破裂准则，获得水力压裂破裂压力。

【技术特征摘要】
1.一种水力压裂破裂压力获得方法，其特征在于，所述方法包括：获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数；在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型；根据套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，建立套管射孔完井条件下的井周应力场模型；根据井周应力场模型、水力压裂理论以及破裂准则，获得水力压裂破裂压力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得地层地应力参数、孔隙流体压力值、套管力学参数、水泥环力学参数以及地层力学参数，包括：根据测井后获得的数据获得地层地应力参数以及孔隙流体压力值；根据固井后获得的数据获得套管力学参数以及水泥环力学参数；根据测井后获得的数据或通过对岩石的实验测试获得地层力学参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在井筒流体压力以及地应力的作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，包括：在井筒流体压力单独作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型；在水平地应力单独作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型；在垂向地应力单独作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在水平地应力单独作用下，分别建立套管应力场分布模型、水泥环应力场分布模型以及地层应力场分布模型，包括：对边界条件A时的水平面远地应力场进行求解；对边界条件B时的水平面远地应力场进行求解；获得地层对应的应力表达式；获得水泥环对应的应力表达式；获得套管对应的应力表达式；对地层对应的应力表达式、水泥环对应的应力表达式以及套管对应的应力表达式中的未知变量进行求解。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述破裂准则为：σ1-αPp>St，其中，σ1为最大主应力，st为岩石抗张强度，α为Biot系数，Pp为孔隙流体压力。6.一种水力压裂破裂压力获得装置，其特征在于，所述装置包括：参数获取模块，用于获得地...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆中，易良平，李小刚，刘云锐，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51