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申请/专利权人：长江大学

摘要：本发明公开了一种用于体积压裂的水平井套管缩径量计算方法，属于水力压裂技术领域。包括以下步骤：S1、计算体积压裂施工过程中断层内流体压力；S2、基于弹性力学理论，计算三向地应力作用下断层面承受的正应力和剪切应力；S3、基于莫尔‑库伦强度准则，结合断层内流体压力，计算断层面承受的总剪切应力S，并以总剪切应力S为标准来判断断层是否被激活；S4、基于三维位移不连续方法，计算被激活断层的滑移量；S5、基于空间几何理论，通过断层滑移量计算套管缩径量，并建立断层滑移量与套管缩径量的转换方程。本发明采用上述一种计算方法，可以准确评估体积压裂套管缩径量，有效规避压裂施工风险，提高单井产量。

主权项：1.一种用于体积压裂的水平井套管缩径量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算体积压裂施工过程中断层内流体压力；步骤S1中断层内流体压力的计算公式为： 式中，为体积压裂施工过程中断层内流体压力，MPa；E为地层岩石杨氏模量，GPa； 为地层岩石泊松比，无因次；Q为体积压裂时的单段注入排量，m3min；n为体积压裂时的单段射孔簇数，无因次； 为压裂液黏度，mPa•s； 为水力裂缝高度，m；t为总施工时间，min； 为原始最小水平地应力，Mpa；S2、基于弹性力学理论，计算三向地应力作用下断层面承受的正应力和剪切应力；步骤S2中的计算公式为： 式中： 为三向地应力作用下断层面受到的正应力，MPa； 为三向地应力作用下断层面受到的剪切应力，MPa； 为原始最小水平地应力，MPa； 为原始最大水平地应力，MPa； 为原始垂向地应力，MPa； 为断层倾角，0°～90°； 为断层走向与水平最大地应力的夹角，0°～90°；S3、基于莫尔-库伦强度准则，结合断层内流体压力，计算断层面承受的总剪切应力S，并以总剪切应力S为标准来判断断层是否被激活：若S≤0，则断层未被激活，套管未变形，缩径量为0；若S0，则断层被激活，套管变形，进行步骤S4；步骤S3中总剪切应力S的计算公式为： 式中，为断层面的摩擦系数，无因次；S4、基于三维位移不连续方法，计算被激活断层的滑移量；步骤S4中断层滑移量的计算公式为： 式中，、、、、、、、、、、、、、、、、、均为边界影响系数；N为断层面被划分的总单元个数，无因次； 、均为断层面单元j的切向位移不连续量，为断层面单元j的法向位移不连续量；其中，为断层面单元j的滑移量，m；S5、基于空间几何理论，通过断层滑移量计算套管缩径量，并建立断层滑移量与套管缩径量的转换方程；步骤S5中套管缩径量的计算公式为： 式中，为水平井套管与断层面交点位置处的滑移量，m。

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