(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111659037.1 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 中国石油大 学(北京) 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 李国欣　鲜成钢　申颍浩　李曹雄　 (74)专利代理 机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 贾磊　刘飞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种立体井网动态应力场主动利用效果的 评价方法 (57)摘要 本文涉及油气田开发工程领域， 尤其涉及一 种立体井网动态应力场主动利用效果的评价方 法。 方法包括， 确定所有不同压裂时刻的初级裂 缝的压裂参数； 选择压裂方案确定各初级裂缝中 进液量随时间的变化曲线； 根据初级裂缝的压裂 参数和进液量随时间的变化曲线进行裂缝扩展 模拟， 使用应力场 ‑缝网状态耦合迭代法对产生 的次级裂缝进行裂缝扩展模拟， 得到立体井网空 间内各时刻的空间应力场； 根据各时刻的先后顺 序以及对应的空间应力场得到空间的应力场主 动利用系数随时间变化的曲线； 根据应力场主动 利用系数随时间变化的曲线评价立体井网动态 应力场的主动利用效果。 通过本文实施例， 实现 了定时定量评价立体井网动态应力场主动利用 效果。 权利要求书4页 说明书17页 附图7页 CN 114329987 A 2022.04.12 CN 114329987 A 1.一种立体 井网动态应力场主动利用效果的评价方法， 其特 征在于， 所述方法包括， 确定所有不同压裂时刻的初级裂缝的压裂参数； 选择所述立体井网压裂的设计方案确定各初级裂缝中进液量随时间的变化曲线； 根据所述初级裂缝的压裂参数和进液量随时间的变化曲线进行裂缝扩展模拟， 使用应 力场‑缝网状态耦合迭代法对产生的次级裂缝进行裂缝扩展模拟， 得到立体井网空间内各 时刻的空间应力场； 根据各时刻的先后顺序以及所述各时刻对应的空间应力场得到所述空间的应力场主 动利用系数随时间变化的曲线； 根据所述应力场主动利用系数随时间变化的曲线实时定量评价所述立体井网动态应 力场的主动利用效果。 2.根据权利要求1所述的立体井网动态应力场主动利用效果的评价方法， 其特征在于， 所述压裂参数包括缝长、 缝宽、 缝高以及裂缝在所述 立体井网空间中的位置； 根据所述初级裂缝的压裂参数和进液量随时间的变化曲线进行裂缝扩展模拟， 使用应 力场‑缝网状态耦合迭代法对产生的次级裂缝进行裂缝扩展模拟， 得到立体井网空间内各 时刻的空间应力场进一 步包括， 根据所述初级裂缝的缝长、 缝宽、 缝高以及此时空间内已存在的所有裂缝的诱导应力 场以及原 始地应力的叠加， 计算所述初级裂缝的起裂时刻的空间应力场； 所述应力场 ‑缝网状态耦合迭代法进一 步包括， 根据所述初级裂缝起裂时刻的空间应力场以及所述初级裂缝在所述立体井网空间中 的位置判断所述初级裂缝的尖端是否形成次级裂缝； 若形成次级裂缝， 则根据 所述初级裂缝的缝长、 缝宽、 缝高和进液量随时间的变化曲线 计算所述次级裂缝的起裂时刻， 计算并更新所述次级裂缝的起裂时刻的空间应力场； 将所述次级裂缝作为所述初级裂缝， 对所述初级裂缝进行所述应力场 ‑缝网状态耦合 迭代； 若不形成次级裂缝， 则结束所述裂缝扩展模拟。 3.根据权利要求2所述的立体井网动态应力场主动利用效果的评价方法， 其特征在于， 将所述次级裂缝作为所述初级裂缝之后还 包括， 调整所述初级裂缝的缝长使得 所述初级裂缝的尖端形成次级裂缝； 根据所述初级裂缝的缝长以及所述初级裂缝起裂位置在所述初级裂缝的起裂时刻的 最大主应力方向计算所述初级裂缝在所述立体井网空间中的位置， 所述初级裂缝起裂位置 在所述初级裂缝的起裂时刻的最大主应力方向的计算公式为， 其中， 表示所述初级裂缝起裂位置在所述初级裂缝的起裂时刻的最大主应力方向， τxy,uni表示所述初 级裂缝起裂位置在所述初 级裂缝的起裂时刻的空间应力场在所述空间的 x0y平面剪切应力， σxx,uni表示所述初 级裂缝起裂位置在所述初 级裂缝的起裂时刻的空间应 力场在所述空间的x方向的应力分量， σyy,uni表示所述初 级裂缝起裂位置在所述初 级裂缝的 起裂时刻的空间应力场在所述空间的y方向的应力分量， x、 y表 示所述初级裂缝起裂位置在权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114329987 A 2所述立体井网空间中的坐标。 4.根据权利要求3所述的立体井网动态应力场主动利用效果的评价方法， 其特征在于， 判断所述初级裂缝的尖端是否形成次级裂缝的方法包括， 基于工区目的层大量室内实验或临近区块经验数据获取适用于所述目的层岩石的莫 尔圆包络线； 根据所述初级裂缝的尖端在所述空间中的坐标以及所述空间应力场计算所述初级裂 缝尖端的水平最大主应力、 水平最小 主应力和垂向应力； 根据所述水平最大主应力、 水平最小主应力和垂向应力计算所述初级裂缝的尖端所在 的莫尔圆重合 面积； 根据所述初级裂缝的尖端所在的莫尔圆重合面积以及所述莫尔圆包络线判断所述初 级裂缝的尖端是否形成次级裂缝。 5.根据权利要求4所述的立体井网动态应力场主动利用效果的评价方法， 其特征在于， 根据所述初级裂缝 的尖端所在的莫尔圆重合面积以及所述莫尔圆包络线判断所述初级裂 缝的尖端是否形成次级裂缝进一 步包括， 比较所述初级裂缝的尖端所在的莫尔圆重合面积中各正应力对应的剪切应力和所述 莫尔圆包络线中该正应力对应的剪切应力； 若所述初级裂缝的尖端所在的莫尔圆重合面积中的最大剪切应力T1大于等于莫尔圆包 络线中该最大剪切 应力T1的正应力对应的剪切 应力T2， 且所述最大剪切 应力T1与剪切应力 T2的差值小于等于预设范围， 或， 若所述初级裂缝的尖端所在的莫尔圆重合面积中的最大 剪切应力T1小于莫尔圆包络线中该最大剪切 应力T1的正应力对应的剪切 应力T2， 且所述剪 切应力T2与最大剪切应力T1的差值小于等于预设范围， 则根据所述初级裂缝的尖端的空间 应力场计算所述初级裂缝的尖端的水平应力差系数， 若所述初级裂缝的尖端的水平应力差 系数小于预设门限值， 则所述初级裂缝 的尖端分叉形成次级裂缝， 所述预设范围为所述剪 切应力T2的5％； 否则， 所述初级裂缝的尖端不形成次级裂缝。 6.根据权利要求2所述的立体井网动态应力场主动利用效果的评价方法， 其特征在于， 计算所述空间应力场的方法包括， 根据裂缝的缝长、 缝宽和缝高计算所述裂缝的缝内平均压力； 其公式为， 其中， p1为所述裂缝尖端的流体压力， pwf为裂缝根部的流体压力， Q为所述进液流量， μ 为等效粘度， l 为所述缝长， h为所述缝高， δ 为所述缝宽， p为所述缝内平均压力； 根据所述空间的大小、 所述缝长、 缝高以及所述缝内平均压力计算所述裂缝的诱导应 力场； 其公式为， 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114329987 A 3