[发明专利]一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型的构建方法

权利要求书

1.一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法。其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于线弹性断裂力学拟三维模型的改进和基于Drucker-Prager屈服准则的弹塑性模型和内聚力模型的对尖端塑性的处理，构建裂缝扩展延伸模型，得到裂缝扩展延伸相关数据；

(2)针对深水高温高压条件，构建井筒及裂缝温度场模型；

(3)根据步骤1)中的裂缝扩展延伸相关数据，按照不同的地层类型分别构建裂缝滤失模型；

(4)基于步骤1)中的裂缝扩展延伸相关数据，构建井筒砾石充填模型；

(5)基于步骤1)中的裂缝扩展延伸相关数据，构建泵注程序设计模型，得到井筒砾石充填模型的时间数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，所述步骤1)中的裂缝扩展延伸相关数据包括裂缝扩展压力、裂缝扩展时间和裂缝体积变化数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，所述步骤3)中，当地层类型为脆性地层时，构建适用于交联压裂液在高渗透层中的滤失和形成滤饼情况的卡特滤失模型；当地层类型为疏松地层时，适用于线性压裂液无滤饼的情况的PDFL模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，针对深水高温高压条件，所述步骤2)中，所述井筒及裂缝温度场模型包括海水段井筒温度计算模型、地层充填段井筒温度计算模型和裂缝温度计算模型。

5.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述井筒砾石充填部分模型构建包括充填流动模型和摩阻计算模型，充填流动模型通过临街平衡流速方程、砂液质量平衡方程、砾石质量平衡方程和携砂液漏失率方程构建；摩阻计算模型包括管柱内摩阻计算、α波充填井筒中摩阻计算和β波充填井筒中摩阻计算。

6.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，采用Nolte方法进行泵注程序设计模型的构建。

7.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，泵注程序设计模型包括低砂比开始时间、停止泵入低砂比的时间和砂比递增计算。

8.根据权利要求1所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，所述的5个模型中的参数传递关系为：裂缝扩展模型为裂缝滤失模型中的压裂液流变参数计算传递压力数据，为泵注设计模型传递裂缝扩展时间和裂缝体积变化数据，同时为砾石充填模型的计算提供压力数据；温度场模型为裂缝滤失模型中的压裂液流变参数计算提供温度数据，进一步将流变参数传递到裂缝扩展模型中；裂缝滤失模型结果可以传递到裂缝扩展模型中的连续性方程计算中；泵注设计模型为井筒砾石充填模型传递砾石充填的时间数据。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种基于井筒/地层耦合的深水高温高压压裂充填一体化模型构建方法，其特征在于，所述模型构建过程中的模型耦合条件为：

温度：井底温度等于裂缝缝口温度，T_w＝T_f0；

压力：井底压力等于裂缝缝口压力，P_w＝P_f0；

流量：井底流量等于裂缝缝口流量，Q_w＝Q_f0。