专利汇可以提供基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于储层地质 力 学参数的微 地震 事件正演模拟方法,该基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法包括:为初始 水 力压裂的压力赋值,使用有限元素法进行模型模拟;根据时间变化进行每一特定时刻的 岩石 单元 应力 计算;根据应力计算结果,结合岩石破裂准则,判断当前岩石单元是否发生破裂;计算孔隙度参数;若岩石单元发生破裂,结合微震 震源 机制 计算震源 震级 ;以及完成所有时刻的模拟。该基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法计算结果能够真实的反映出地下储层的实际变化情况,可以用该方法进行地下裂缝及压裂过程中微震事件的预测。,下面是基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法专利的具体信息内容。
1.基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法,其特征在于,该基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法包括:
建立地下储层的渗流-应力-损伤耦合模型,为模型赋储层地质力学参数;该渗流-应力-损伤耦合模型采用的储层地质力学参数控制方程为:
式中σij表示总应力,εij表示总应变,εkk和εii表示地下某网格的应变,p和T分别表示孔隙压力和温度,α表示Biot系数,ζ表示孔隙流体含量,δij表示Kronecker符号,K表示体积模量,G表示剪切模量,γ1,γ2,β的值通过下面公式给出:
γ1=Kαm (4)
γ2=ααm+(αf-αm)φ (5)
φ表示孔隙度,αm和αf分别表示岩石和流体的热膨胀系数,岩石的体积模量用Ks表示,流体的体积模量使用Kf表示;假设流体在岩石孔隙中流动遵循达西定律,热传导遵循傅里叶定律;则有下式:
ρf表示流体密度,k表示渗透率,η表示粘滞系数,kT表示热传导系数,Jf和JT分别表示流体流量和流体热量;下式(8)(9)为孔隙中流体流动和应力平衡方程;
σij,j=0 (8)
将前面的控制方程(1)(2)带入平衡方程(8)(9),得到关于岩石形变和流体流动状态的场方程(10)(11);
u为位移量,当模型为二维时m=[1,1,0]T,模型为三维时m=[1,1,1,0,0,0]T,cT为热扩散系数,流体的速度和孔隙压力遵循达西定律
步骤1,为初始水力压裂的压力赋值,使用有限元素法进行模型模拟;
步骤2,根据时间变化进行每一特定时刻的岩石单元应力计算;
步骤3,根据应力计算结果,结合岩石破裂准则,判断当前岩石单元是否发生破裂;
步骤4,计算孔隙度参数;
步骤5,若岩石单元发生破裂,结合微地震震源机制计算震源震级;以及
步骤6,重复步骤2、步骤3、步骤4和步骤5,完成所有时刻的正演模拟。
2.根据权利要求1所述的基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法,其特征在于,在步骤3,在模型中,储层岩石受应力作用后的过程可以描述为弹性形变和破裂两个阶段;受较小应力时,岩石发生弹性形变,这一阶段岩石内部不发生破裂;而当岩石受力增大达到岩石的破裂准则时,岩石开始破裂,随着破裂的不断发展,最终形成裂缝。
3.根据权利要求2所述的基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法,其特征在于,在步骤3,在弹性形变-破裂机制中,弹性模量的减小代表了岩石发生破裂的过程,E=(1-d)E0 (13)
d表示岩石内部发生破裂的程度,可以称为岩石破裂系数,E0表示岩石的初始弹性模量,E为当前弹性模量;如果岩石受压力发生了破裂,岩石破裂系数可以通过岩石的剩余压力来表述:
fcr为岩石的剩余压力,为对应压力下发生的应变,则 表示了初始压应力。
4.根据权利要求1所述的基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法,其特征在于,在步骤4,获得某一时刻各个地下单元的实际受力情况,并且对比实际受力大小和岩石单元保持不破裂所承受的最大应力,进行是否破裂的判断,如果未发生破裂,则岩石单元发生形变,孔隙度参数根据形变发生改变;如果岩石破裂,则孔隙度发生突变,转化为一个较大的数值,该数值为常数。
5.根据权利要求1所述的基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法,其特征在于,在步骤5,如果发生破裂则根据应力的变化情况模拟出微地震事件的强度,微地震事件震源位置为当前计算单元位置,震动时刻为当前时间。
6.根据权利要求1所述的基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法,其特征在于,该基于储层地质力学参数的微地震事件正演模拟方法还包括,在步骤5之后,将所有模拟结果输出,作为分析和解释储层压力的依据。
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