(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 202210704460.7 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 中海石油 （中国） 有限公司 地址 100010 北京市东城区朝阳门北 大街 25号 申请人 中海石油 （中国） 有限公司北京研究 中心 (72)发明人 范白涛　武广瑷　姜浒　艾传志　 张安顺　彭成勇　陈峥嵘　吴百烈　 程宇雄　王黎　朱海燕　陶雷　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 谢斌 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种砂泥互层水力压裂穿透隔层的模拟方 法及装置 (57)摘要 本发明涉及一种砂泥互层水力压裂穿透隔 层的模拟方法， 包括： 测量不同层位和不同岩性 的地质参数， 获得隔层地质参数测量结果； 根据 所述隔层地质参数测量结果， 建立砂泥互层三维 本构模型； 根据井段地层情况， 从所述砂泥互层 三维本构 模型中确定几何参数， 进行网格划分并 且设置计算单元， 在所述计算单元中嵌入零厚度 粘聚力裂缝单元， 以获得单元网格； 改变不同隔 层厚度下的所述砂泥互层本构模型的排量和粘 度， 建立多组数值模型， 对所述多组数值模型进 行有限元计算， 获得对应于所述排量和所述粘度 的能够穿透隔层的裂缝的缝长和缝宽。 能够对比 不同组合穿透隔层时所对应的裂缝形态， 优选出 最佳的排 量和粘度。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115034072 A 2022.09.09 CN 115034072 A 1.一种砂泥互层水力压裂穿透隔层的模拟方法， 其特 征在于， 步骤如下： 测量不同层位和不同岩性的地质参数， 获得隔层地质参数测量结果； 根据所述隔层地质参数测量结果， 建立砂泥互层三维本构模型； 根据井段地层情况， 从所述砂泥互层三维本构模型中确定几何参数， 进行网格划分并 且设置计算单 元， 在所述计算单 元中嵌入零厚度粘聚力裂缝 单元， 以获得 单元网格； 改变不同隔层厚度下的所述砂泥互层三维本构模型的排量和粘度， 建立多组数值模 型， 对所述多组数值模型进行有限元计算， 获得对应于所述排量和粘度的能够穿透隔层的 裂缝的缝长和缝宽 。 2.根据权利要求1所述的砂泥互层水力 压裂穿透隔层的模拟方法， 其特征在于， 所述地 质参数包括以下 组合中的至少一种： 密度、 弹塑性、 孔渗性、 压力参数、 杨氏模量、 泊松比、 渗 透率、 孔隙度、 孔隙压力、 最小水平主应力和垂向应力。 3.根据权利要求1所述的砂泥互层水力 压裂穿透隔层的模拟方法， 其特征在于， 所述建 立砂泥互层三维本构模型包括： 根据地层中的储隔层分布情况， 建立不同隔层厚度的弹塑 性损伤砂泥互层三维本构模型。 4.根据权利要求1所述的砂泥互层水力 压裂穿透隔层的模拟方法， 其特征在于， 所述获 得单元网格包括： 对所述砂泥互层三维本构模型 的单元网格进行差异化材料属 性赋值， 设 置所述砂泥互层三维本构模型 的初始条件、 边界条件和受力情况， 以建立模拟压裂液 的运 移过程的井筒模型， 在建立井筒模型后， 确定射孔位置， 考虑井筒摩阻， 模拟压裂液从井口 到目标地层的力学运移损伤过程。 5.根据权利要求1所述的砂泥互层水力 压裂穿透隔层的模拟方法， 其特征在于， 所述建 立多组数值模型包括： 设置不同粘度m个， 不同排量n个， 每个隔层厚度包含m ×n个数值模 型。 6.根据权利要求5所述的砂泥互层水力 压裂穿透隔层的模拟方法， 其特征在于， 根据多 组数值模型计算得到的裂缝延伸结果判断水力裂缝是否穿过隔层， 并将得到的结果按照隔 层厚度分组绘制成表格。 7.根据权利要求6所述的砂泥互层水力 压裂穿透隔层的模拟方法， 其特征在于， 根据 所 述表格筛选出符合现场压裂施工要求的排量和粘度组合， 选出在相同隔层厚度条件下能够 穿透隔层的排量和粘度组合， 对比不同组合穿透隔层时所对应的裂缝形态， 选出对应的排 量和粘度， 确定裂缝 形态。 8.一种砂泥互层水力压裂穿透隔层的模拟装置， 其特 征在于， 包括： 第一处理模块， 适于测量不同层位和不同岩性的地质参数， 获得隔层地质参数测量结 果； 第二处理模块， 适于根据所述隔层地质参数测量结果， 建立砂泥互层三维本构模型； 第三处理模块， 适于根据井段地层情况， 从所述砂泥互层三维本构模型中确定几何参 数， 进行网格划分 并且设置计算单元， 在所述计算单元中嵌入零 厚度粘聚力裂缝单元， 以获 得单元网格； 第四处理模块， 适于改变不同隔层厚度下的所述砂泥互层三维本构模型的排量和粘 度， 建立多组数值模 型， 对所述多组数值模型进 行有限元计算， 获得对应于所述排量和粘度 的能够穿透隔层的裂缝的缝长和缝宽 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115034072 A 29.一种砂泥互层水力压裂穿透隔层的模拟装置， 包括： 一个或多个处 理器， 所述处 理器被配置成为执 行权利要求1 ‑7任一项中所述的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序 被处理器执行时执行权利要求1 ‑7任一项所述的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115034072 A 3