(19)中华 人民共和国 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 202111664143.9 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 中国石油大 学(北京) 地址 102249 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 鲜成钢　申颍浩　李曹雄　李国欣　 (74)专利代理 机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 贾磊　刘飞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/02(2012.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种立体井网空间应力场主动利用方法和 装置 (57)摘要 本文提供了一种立体井网空间应力场主动 利用方法和装置， 包括获取目标井网的若干压裂 方案； 根据压裂方案对所述目标井网进行压裂模 拟， 确定所述目标井网的压裂结构， 其中， 所述压 裂结构表征所述目标井网中裂缝数量和裂缝形 态； 根据压裂结构， 确定压裂方案的应力场主动 利用系数和缝网复杂系数， 其中， 应力场主动利 用系数表征压裂模拟过程的应力场主动利用效 果， 缝网复杂系数表征压裂模拟过程的裂缝区域 的占比； 根据应力场主动利用系数和所述缝网复 杂系数， 选取最优压裂方案， 以使所述目标井网 压裂， 通过上述方法可以确定利用空间应力场最 充分的压裂方案， 并通过乘积运算， 选取最优的 压裂方案， 指导现实目标井网压 裂。 权利要求书3页 说明书17页 附图7页 CN 114297865 A 2022.04.08 CN 114297865 A 1.一种立体 井网空间应力场主动利用方法， 其特 征在于， 包括： 获取目标井网的若干 压裂方案； 根据所述压裂方案对所述目标井网进行压裂模拟， 确定所述目标井网的压裂结构， 其 中， 所述压裂结构表征 所述目标井网中裂缝 数量和裂缝 形态； 根据所述压裂结构， 确定所述压裂方案的应力场主动利用系数和缝网复杂系数， 其中， 所述应力场主动利用系数表征压裂模拟过程的应力场主动利用效果， 所述缝网复杂系数表 征压裂模拟过程的裂缝区域的占比； 根据所述应力场主动利用系数和所述缝网复杂系数， 选取最优压裂方案， 以使所述目 标井网压裂。 2.根据权利要求1所述的立体井网空间应力场主动利用方法， 其特征在于， 所述根据 所 述压裂结构， 确定所述压裂方案的应力场主动利用系数， 进一 步包括： 基于所述目标井网的工区目的层大量室内实验或临近区块经验数据获取适用于所述 目标井网的莫尔圆包络线； 根据所述压裂结构， 确定所述目标井网中各点的空间应力场； 根据所述莫尔圆包络线和所述目标井网中各点的空间应力场将各点所处区域进行分 区， 其中目标井网内每一点表征对应位置处的区域属性， 分区种类包括裂缝区、 网状成缝潜 力区、 简单 缝成缝潜力区和非裂缝潜力区； 对所述裂缝区、 所述网状成缝潜力区、 所述简单缝成缝潜力区和所述非裂缝潜力区赋 予权重； 根据所述区域的尺寸、 位置， 目标井网内各分区种类的权重以及所述目标井网中各裂 缝对所述目标井网中各点的诱 导应力占比， 确定所述目标井网的应力场主动利用系数。 3.根据权利要求2所述的立体井网空间应力场主动利用方法， 其特征在于， 所述根据 所 述压裂结构， 确定所述目标井网中各点的空间应力场， 进一 步包括： 根据裂缝的尺寸以及所述裂缝尖端和根部的流体压力， 确定所述裂缝的缝内平均压 力； 根据所述区域的尺寸、 所述裂缝的尺寸以及所述缝内平均压力， 确定所述裂缝的诱导 应力场； 将所述目标井网内所有裂缝的诱导应力场与所述目标井网的原始地应力场进行叠加， 确定各点的空间应力场。 4.根据权利要求2所述的立体井网空间应力场主动利用方法， 其特征在于， 所述根据 所 述莫尔圆包络线和所述目标井网中各点的空间应力场将各点所 处区域进 行分区， 进一步包 括： 根据所述目标井网中各点的空间应力场分别计算各点的水平最大主应力、 水平最小主 应力和垂向应力； 根据所述水平最大主应力、 水平最小主应力和垂向应力分别计算各点的莫尔圆重合面 积； 在坐标系内， 确定所述空间中各点的莫尔圆重合面积与 所述莫尔圆包络线的预设范围 的接触位置； 根据所述接触位置， 将所述空间中各点进行分区。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114297865 A 25.根据权利要求2所述的立体井网空间应力场主动利用方法， 其特征在于， 所述根据 所 述区域的尺寸、 位置， 目标井网内各分区种类的权重以及所述 目标井网中各裂缝对所述空 间中各点的诱 导应力占比， 确定所述目标井网的应力场主动利用系数， 进一 步包括： 根据公式 确定所述目标井网的应力场主 动利用系数； 其中， W表示所述应力场主动利用系数， 表示所述目标井网中， 目标井网x1 到xn,y1到yn,z1到zn的三维空间， △x、△y、△z为三个方向区域长度， n表示所述目标井 网的 x、 y、 z划分区域 的个数， φj表示分区的权重， k表示每一种 分区的个数， γ表示所述诱导应 力占比， m表示区域内裂缝的诱 导应力占比的降序排名的门限值； 其中所述 诱导应力占比的计算公式为， 其中， γ表示所述诱导应力占比， σj(x,y,z)表示所述目标井网中第j条裂缝对x,y,z坐 标的点的空间诱 导应力， n表示所述目标井网内裂缝的条 数。 6.根据权利要求3所述的立体井网空间应力场主动利用方法， 其特征在于， 所述确定所 述压裂方案的缝网 复杂系数， 进一 步包括： 分别确定所述压裂方案下 所述目标井网内每一条裂缝的裂缝 方向； 根据所述裂缝方向和所述原始地应力场方向的夹角以及所述空间内裂缝的条数， 确定 缝网复杂度系数。 7.根据权利要求6所述的立体井网空间应力场主动利用方法， 其特征在于， 所述分别确 定所述压裂方案下 所述目标井网内每一条裂缝的裂缝 方向， 进一 步包括： 确定所述压裂方案下 各裂缝的类型确定裂缝 方向， 包括： 当所述裂缝为迂曲缝时， 计算所述裂缝路径上每个点的水平最大主应力方向， 将各点 的水平最大主应力方向的平均值作为所述裂缝的裂缝 方向； 当所述裂缝为直缝时， 计算所述裂缝的裂缝尖端位置的水平最大主应力方向， 将裂缝 尖端位置的水平最大主应力方向作为所述裂缝的裂缝 方向； 或， 确定所述压裂方案下 各裂缝的端点 位置确定裂缝 方向， 包括： 获取所述裂缝的裂缝尖端位置和起裂位置， 根据 所述裂缝尖端位置相对于起裂位置的权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114297865 A 3