多层系立体井网压裂裂缝扩展模拟方法

技术特征：
1.一种多层系立体井网压裂裂缝扩展模拟方法，其特征在于，所述方法包括：输入模型基本参数，以建立多层系立体井网压裂裂缝扩展模型，所述多层系立体井网压裂裂缝扩展模型包括流固耦合方程，所述流固耦合方程包括缝内流体流动方程和固体变形方程；在模拟泵注时长内，根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的流量分配，以及上一时刻的压裂段的各簇裂缝的裂缝宽度和对应的缝内流体压力，通过所述缝内流体流动方程计算当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度；所述上一时刻的压裂段的各簇裂缝的缝内流体压力，是基于上一时刻的压裂段和先压裂段的各簇裂缝的宽度和所述固体变形方程计算获得的；根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度，判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展；当确定达到所述模拟泵注时长时，确定通过所述多层系立体井网压裂裂缝扩展模型已完成对裂缝扩展的模拟，输出裂缝扩展模拟结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度，判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展，包括：根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度，确定当前时刻的压裂段的各簇裂缝的尖端单元的宽度，每一簇裂缝包括多个尖端单元；根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的扩展速度，计算当前时刻的压裂段的各簇裂缝的尖端单元的临界宽度；根据当前时刻的各簇裂缝的尖端单元的宽度和对应的尖端单元的临界宽度，判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算当前时刻的压裂段的各簇裂缝的尖端单元的临界宽度，包括：获取当前时刻的压裂段的各簇裂缝的裂缝尖端的长度；根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的裂缝扩展速度、所述裂缝尖端的长度、流体的动力粘度、杨氏模量、固体的断裂韧性和多尺度尖端渐进解的近似解法，计算当前时刻的压裂段的各簇裂缝的尖端单元的临界宽度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据当前时刻的各簇裂缝的尖端单元的宽度和对应的尖端单元的临界宽度，判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展，包括：针对压裂段的各簇裂缝，均执行以下操作：判断当前时刻的该簇裂缝的尖端单元的宽度是否大于对应的尖端单元的临界宽度；若确定当前时刻的该簇裂缝的尖端单元的宽度大于对应的尖端单元的临界宽度，则确定当前时刻的该簇裂缝发生扩展；若确定当前时刻的该簇裂缝的尖端单元的宽度小于或者等于对应的尖端单元的临界宽度，则确定当前时刻的该簇裂缝未发生扩展。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展之后，所述方法还包括：获取当前时刻结束后压裂段的各簇裂缝中的最大扩展速度；根据所述最大扩展速度，确定时间步长，并根据当前时刻和所述时间步长确定下一时刻。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述模型基本参数，包括：各层系深度、岩石力学参数、井网空间坐标、压裂段长、簇间距、射孔参数、各个压裂段的模拟泵注时长。7.一种多层系立体井网裂缝扩展模拟装置，其特征在于，所述装置模型包括：参数输入模块，用于输入模型基本参数，以建立多层系立体井网压裂裂缝扩展模型，所述多层系立体井网压裂裂缝扩展模型包括流固耦合方程，所述流固耦合方程包括缝内流体流动方程和固体变形方程；裂缝宽度获取模块，用于在模拟泵注时长内，根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的流量分配，以及上一时刻的压裂段的各簇裂缝的裂缝宽度和对应的缝内流体压力，通过所述缝内流体流动方程计算当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度；所述上一时刻的压裂段的各簇裂缝的缝内流体压力，是基于上一时刻的压裂段和先压裂段的各簇裂缝的宽度和所述固体变形方程计算获得的；裂缝扩展判断模块，用于根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度，判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展；模拟完成模块，用于当确定达到所述模拟泵注时长时，确定通过所述多层系立体井网压裂裂缝扩展模型已完成对裂缝扩展的模拟，输出裂缝扩展模拟结果。8.一种电子设备，包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；所述存储器存储计算机执行指令；所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-6任一项所述的方法。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的方法。

技术总结
本申请提供一种多层系立体井网压裂裂缝扩展模拟方法。该方法包括：输入模型基本参数，以建立多层系立体井网压裂裂缝扩展模型；在模拟泵注时长内，根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的流量分配，以及上一时刻的压裂段的各簇裂缝的裂缝宽度和对应的缝内流体压力，通过缝内流体流动方程计算当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度；根据当前时刻的压裂段的各簇裂缝的宽度，判断当前时刻的压裂段的各簇裂缝是否发生扩展；当确定达到模拟泵注时长时，输出裂缝扩展模拟结果。采用本申请的方法，提高了多层系立体井网裂缝模拟的准确性，能够开展多层系立体井网中水平井多段拉链压裂、同步压裂等模式下的裂缝扩展行为模拟与设计参数优化。式下的裂缝扩展行为模拟与设计参数优化。式下的裂缝扩展行为模拟与设计参数优化。


技术研发人员：邹雨时 张士诚 马新仿 杨鹏
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：2022.10.31
技术公布日：2023/1/31