【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气田开发，尤其涉及一种基于应力转向机理的油藏数值模拟方法。
技术介绍
1、致密砾岩油藏的孔渗条件较差、砾石含量高、砾石砾径差异大和非均质性极强。密切割等新型压裂技术相较传统压裂方式，使得缝间和段间干扰更为显著。明确砾岩油藏应力场的变化规律、裂缝起裂及扩展机理，合理论证压裂施工参数，达到压裂施工规模下的高效生产是合理化开采的关键，也是当前致密砾岩油藏开发所面临的主要问题之一。
2、通过缝间干扰和应力偏转机理研究，明确应力和渗透率等参数的非均质性与应力阴影效应对裂缝非均衡扩展过程的控制作用，是致密砾岩油藏开发下一步重要的工作内容。
3、多簇压裂会导致应力方向偏转，缝内区域的应力有可能变为逆断层状态。减小簇间距，缝间应力更难转为垂向最小，缝间应力以水平旋转为主。当缝内净压力足够大时，缝周应力状态发生变化，可能同时出现走滑断层与逆断层区域。不同应力状态下诱导张性裂缝角度和人工裂缝角度也有所差异。所以在非常规油藏开发中压裂过程中的应力偏转转向不可忽视。
4、中国专利技术专利cn104727798b中公开了一种低渗透气藏转向重复压裂工艺方法，其具体工艺方法按照如下步骤实施：气井初次压裂失效或低效原因分析、转向重复压裂前储层评估、转向重复压裂选井选层决策、岩石力学参数与地应力测试、转向重复压裂地应力场变化模拟、裂缝几何参数与导流能力优化、转向重复压裂工艺优化、压裂液及转向剂研究、重复压裂施工、重复压裂后评估。其中选井选层决策与剩余气检测、压裂设计与裂缝检测互为验证体系，且使用新型裂缝转向剂的
5、中国专利技术专利cn202011040126中公开了一种深层油气藏定向压裂方法及应用，所述方法包括：通过多次暂堵转向,利用已形成裂缝的诱导应力场及相互叠加原理,改变应力方向,再通过控制转向角,使得裂缝朝着所需方向延伸,提高裂缝复杂性,扩大裂缝的改造体积。但是该方法并不能实现施工参数的优化模拟，达到压裂施工规模下的高效生产。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，本专利技术要解决的技术问题对缝间干扰和应力偏转机理进行研究，明确水力压裂裂缝扩展规律和裂缝最终形态，指导水平井体积压裂工程设计，提高水平井压裂效果，提高采收率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：基于复变函数分析和断裂力学理论，根据多井干扰条件下缝间诱导应力场的变化规律，建立储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型；
4、步骤s2：基于步骤s1中的数学表征模型，编制应力转向计算及绘图模块；
5、步骤s3：基于应力转向计算及绘图模块，分析压裂过程中应力的偏转和应力大小的变化规律，建立基于应力转向的流固耦合模型；
6、步骤s4：基于缝间干扰应力的数学表征模型，利用细观损伤有限元方法，建立储层水力压裂裂缝扩展模拟模型，将储层水力压裂裂缝扩展模拟模型与流固耦合模型相结合，并进行油藏耦合数值模拟；
7、步骤s5：模拟分析不同条件下的诱导应力转向机理，模拟分析诱导应力转向机理对砾岩储层水力裂缝扩展的影响，明确水力压裂裂缝扩展规律和裂缝最终形态。
8、进一步的，所述步骤s1的储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型的表达式为：
9、
10、
11、σyy＝μ(σxx+σzz)(3)
12、
13、τxy＝0(5)
14、其中，σxx为最小水平主应力方向的诱导应力，mpa；σyy为最大水平主应力方向的诱导应力，mpa；σzz为垂向应力方向的诱导应力，mpa；p为地层压力，mpa；l为任意一点到裂缝中心处的距离，m；l1和l2为不同于l的任意两个不同点到裂缝中心点处的距离，m；θ，θ1，θ2-分别为裂缝中部、顶端和底端到质点的直线与裂缝面的夹角，度；a-半缝高，m；μ-泊松比；τxy-剪应力分量，mpa。
15、进一步的，所述步骤s2中，利用matlab科学计算软件平台，基于所述储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型，编制应力干扰计算及绘图模块。
16、进一步的，所述步骤s3中，建立基于应力转向的考虑储层渗流场、应力场、岩石基质和砾石变形起裂互相影响的流固耦合模型。
17、进一步的，所述步骤s3中，基于应力转向计算及绘图模块，计算得到的诱导应力场，结合流体渗流方程，建立应力场和渗流场互相作用和互相影响的流固耦合模型。
18、进一步的，所述步骤s4中，结合损伤力学和断裂力学等理论，利用细观损伤有限元方法，建立储层水力压裂裂缝扩展模拟模型，并进行油藏耦合数值模拟。
19、进一步的，基于应力转向计算及绘图模块，计算出孔隙压力、诱导应力的大小和方向，利用细观损伤有限元方法，建立储层水力压裂裂缝扩展模拟模型。
20、进一步的，步骤s5中模拟分析不同压裂液性质、主应力差、胶结面强度以及砾石强度条件下的诱导应力转向机理，模拟分析诱导应力转向机理对储层水力裂缝扩展的影响，从而实现基于应力转向机理的油藏数值模拟。
21、本专利技术一种基于应力转向机理的油藏数值模拟方法针对应力转向机理对水力裂缝扩展路径的影响，以断裂力学为理论依据，对应力场进行分析；针对水平井分段压裂多裂缝干扰问题，以边界元方法、线弹性断裂力学、流体力学为理论依据，研究多裂缝应力场分布情况和裂缝内部压裂液流动规律，并建立流固耦合的水平井水力裂缝扩展力学模型，用matlab编织成计算模块，将该模块嵌入油藏数值模拟模型，在油藏数值模拟模型中考虑应力转向对裂缝扩展的影响，从而研究其对水平井产能及油藏渗流规律和油藏最终采收率的影响。
22、本专利技术研究诱导应力转向机理及其对裂缝扩展的影响，明确水力压裂裂缝扩展规律和裂缝最终形态，认识砾岩油藏增产改造机理，指导水平井体积压裂工程设计，提高水平井压裂效果，提高采收率。
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1.一种基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤S1的储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中，利用MATLAB科学计算软件平台，基于所述储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型，编制应力干扰计算及绘图模块。
4.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤S3中，建立基于应力转向的考虑储层渗流场、应力场、岩石基质和砾石变形起裂互相影响的流固耦合模型。
5.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤S3中，基于应力转向计算及绘图模块，计算得到的诱导应力场，结合流体渗流方程，建立应力场和渗流场互相作用和互相影响的流固耦合模型。
6.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤S4中，结合损伤力学和断裂力学等理论，利用细观损伤有
7.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤S4中，基于应力转向计算及绘图模块，计算出孔隙压力、诱导应力的大小和方向，利用细观损伤有限元方法，建立储层水力压裂裂缝扩展模拟模型。
8.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，步骤S5中模拟分析不同压裂液性质、主应力差、胶结面强度以及砾石强度条件下的诱导应力转向机理，模拟分析诱导应力转向机理对储层水力裂缝扩展的影响，实现基于应力转向机理的油藏数值模拟。
...【技术特征摘要】
1.一种基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤s1的储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型的表达式为：
3.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤s2中，利用matlab科学计算软件平台，基于所述储层压裂过程中缝间干扰应力的数学表征模型，编制应力干扰计算及绘图模块。
4.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤s3中，建立基于应力转向的考虑储层渗流场、应力场、岩石基质和砾石变形起裂互相影响的流固耦合模型。
5.根据权利要求1所述的基于应力转向机理的油藏数值模拟方法，其特征在于，所述步骤s3中，基于应力转向计算及绘图模块，计算得到的诱导应力场...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁艺，邓玉森，王英伟，冯月丽，董岩，张代燕，朱越，户海胜，范希彬，朱键，朱世杰，牛有牧，姚振华，何金玉，董杰，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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