(19)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 202210661181.7 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 曾凡辉　张宇　白小嵩　胡大淦　 郭建春　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种各向异性储层破裂压力预测方法及装 置 (57)摘要 本发明公开了一种各向异性储层破裂压力 预测方法及装置， 包括： 收集计算所需基本参数； 通过采用高阶混合偏微分特征方程法、 应力分解 和叠加法求解， 建立水平井筒应力模型， 计算任 意位置的应力分量； 采用三维位移不连续法求解 射孔孔眼导致周围岩石发生应变错动产生额外 的诱导应力， 再叠加水平井筒总应力分布参数， 通过应力分解和叠加原理得到射孔孔眼诱导应 力； 根据射孔孔眼对应等储层参数， 计算的射孔 孔眼周围的应力分布； 利用垂直层理和平行层理 抗张强度计算各向异性抗张强度， 进一步基于各 向异性破坏准则， 计算各向异性储层破裂压力。 本申请提供的各向异性储层破裂压力预测模型， 相比现有技术考虑因素更加完善， 计算结果更加 准确。 权利要求书2页 说明书17页 附图6页 CN 114841019 A 2022.08.02 CN 114841019 A 1.一种各向异性储层破裂压力预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 收集计算所需基本参数； 计算各向异性储层由各向异性力学参数差异产生的各向异性诱导应力， 叠加原地应力 诱导应力、 套 管水泥环诱导应力， 通过应力分量叠加原理得到水平井筒总应力分布参数， 所 述水平井筒总应力分布参数包括 正应力和 切应力； 采用三维位移不连续法求解射孔孔眼导致周围岩石发生应变错动产生额外的诱导应 力， 再叠加水平井筒总应力分布参数、 压裂液渗滤诱导应力， 通过应力分解和叠加原理得到 射孔孔眼诱导应力； 所述射孔孔眼诱导应力 分布参数包括射孔孔眼周围的径向应力、 周向 应力、 轴向应力、 切向应力； 根据射孔孔眼对应的储层参数， 计算的射孔孔眼周围的径向应力、 周向应力、 轴向应 力、 切向应力； 进一步基于岩石本体起裂准则、 天然裂缝起裂准则， 计算各向异性储层破裂 压力； 比较不同破坏准则下计算破裂压力大小， 进行 各向异性储层破裂压力预测。 2.根据权利要求1所述各向异性储层破裂压力预测方法， 其特征在于， 计算所需基本参 数包括储层参数、 各向异性力学参数、 压裂参数、 完井参数。 3.根据权利要求2所述各向异性储层破裂压力预测方法， 其特征在于， 所述储层参数包 括原始地层压力、 储层厚度、 储层渗透率、 储层孔隙度、 地应力、 综合压缩系数、 裂缝带参数， 所述各向异 性力学参数包括平行层理杨氏模量、 垂 直层理杨氏模量、 平行层理泊松比、 垂 直 层理泊松比、 岩石抗张强度、 弱面粘聚力、 地层倾向、 地层倾角、 内摩擦角参数， 所述压裂参 数包括施工排量、 压裂液黏度、 簇数、 射孔深度、 孔眼半径、 射孔长度、 射孔密度、 射孔相位角 参数， 所述完井参数包括套管杨氏模量、 套管泊松比、 套管外径、 套管内径、 井眼半径。 4.根据权利要求1所述各向异性储层破裂压力预测方法， 其特征在于， 所述进行非常规 储层压裂多裂缝非均衡扩展智能调控 还包括： 基于平衡方程、 应变 ‑位移方程、 应变相容性方程， 采用高阶混合偏微分特征方程法， 建 立各向异性储层井周应力分布关系式； 基于各向异性诱导应力， 叠加 原地应力诱导应力、 套管水泥环诱导应力， 建立水平井筒 总应力关系式； 基于水平井筒总应力， 通过应力分解和叠加原理转换到射孔孔眼的应力分布， 再叠加 射孔孔眼导致周围岩石发生应变错动产生额外的诱导应力、 压裂液渗滤诱导应力， 建立射 孔孔眼应力关系式。 5.根据权利要求1所述各向异性储层破裂压力预测方法， 其特征在于， 所述进行各向异 性储层破裂压力预测还 包括： 利用垂直层理和平行层理抗张强度计算各向异性 抗张强度； 基于岩石本体起裂准则， 结合 射孔孔眼应力关系式， 计算各向异性储层破裂压力； 基于天然裂缝张性破裂准则， 结合 射孔孔眼应力关系式， 计算各向异性储层破裂压力； 基于天然裂缝剪性破裂准则， 结合 射孔孔眼应力关系式， 计算各向异性储层破裂压力； 比较基于三个各向异性破坏准则 计算的各向异性储层破裂压力， 以破裂压力最小进行 各向异性储层破裂压力预测。 6.一种各向异性储层破裂压力预测装置， 包括： 基本参数获取模块， 用于收集计算所需的基本参数；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114841019 A 2各向异性诱导应力获取模块， 用于通过高阶混合偏微分特征方程法， 建立各向异性储 层井周应力分布模型， 计算各向异性 诱导应力分量； 水平井筒总应力获取模块， 用于由各向异性力学参数差异产生的各向异性诱导应力， 叠加原地应力诱导应力、 套 管水泥环 诱导应力， 通过应力分量叠加原理， 获取水平井筒总应 力分布参数； 射孔孔眼诱导应力获取模块， 用于计算射孔孔眼导致周围岩石发生应变错动产生额外 的诱导应力， 再叠加水平井筒总应力 分布参数、 压裂液渗滤诱导应力得到射孔孔眼周围的 孔眼诱导应力参数； 各向异性储层破裂压力预测模块， 用于根据射孔孔眼对应的储层参数， 计算的射孔孔 眼周围的径向应力、 周向应力、 轴向应力、 切向应力； 进一步基于岩石本体起裂准则、 天然裂 缝起裂准则， 计算各向异性储层 破裂压力； 比较不同破坏准则下计算破裂压力大小， 进行各 向异性储层破裂压力预测。 7.根据权利要求6所述各向异性储层破裂压力预测装置， 其特征在于， 计算所需基本参 数包括储层参数、 各向异性力学参数、 压裂参数、 完井参数。 8.根据权利要求7所述各向异性储层破裂压力预测装置， 其特征在于， 所述进行各向异 性储层破裂压力预测还 包括： 基于各向异性破坏准则计算 最小破裂压力的最小值， 其判别方法为： 式中： 为基于岩石本体起裂准则 计算的各向异性储层破裂压力， MPa； 为基于天然 裂缝剪切破裂准则计算的各向异性储层破裂压力， MPa； 为基于天然裂缝张性破裂准则计 算的各向异性储层破裂压力， MPa。 9.根据权利要求6所述各向异性储层破裂压力预测装置， 其特征在于， 还包括： 三维位 移不连续量计算单元， 用于求解出射孔孔眼方向离散单元 的三维位移不连续量， 进而计算 射孔孔眼导致周围岩石发生应 变错动产生 额外的诱 导应力。 10.根据权利要求6所述各向异性储层破裂压力预测装置， 其特征在于， 还包括： 压裂液 渗滤诱导应力计算单 元， 用于建立 射孔孔眼应力分布关系式； 孔弹系数计算单 元， 用于建立各向异性破裂准则关系式。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114841019 A 3