CN116220647A - 基于应力笼效应的平面密切割压裂方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于应力笼效应的平面密切割压裂方法、装置及存储介质，应用于石油天然气开采技术领域，包括：通过在主裂缝上获取应力薄弱位置来确定封堵点，通过计算在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力确定暂堵转向液用量，通过对主裂缝中应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应，实现直井平面上的密切割；克服了传统的单纯提高用液量和施工排量来扩大液体波及范围，难以形成复杂裂缝的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气工程开采技术领域，具体涉及基于应力笼效应的平面密切割压裂、装置及存储介质。
背景技术
致密油是指夹在或紧邻优质生油层系的致密储层中，未经过大规模长距离运移而形成的石油聚集，是一种非常规石油资源，有储层低孔低渗的特点，由于致密油天然裂缝不发育，形成复杂缝网难度大，现有技术中通常采用大规模大液量的地层缝网改造方式，通过在缝网形成过程中提高使用携砂液以及压裂液的强度来增大改造体积，但这种方式导致致密油试验区块储层物性逐年变差，地层缝网的形成效果并不理想，且具有较高的成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供基于应力笼效应的平面密切割压裂、装置及存储介质，以解决现有技术中，通过在缝网形成过程中，提高携砂液以及压裂液使用量来增大改造体积，导致致密油试验区块储层物性逐年变差，地层缝网的形成效果并不理想，且具有较高的成本的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供基于应力笼效应的平面密切割压裂方法，所述方法包括：
以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；
获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；
根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp；
根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；
向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；
以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
重复上述步骤，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂。
优选地，还包括：
所述完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂后，将所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置之间注入暂堵转向液；
再以所述预设的注入速度向所述注入点注入所述预设量的压裂液，使得以注入点为起点生成与所述第一条主裂缝方向不同的第二条主裂缝；
再根据上述的步骤完成所述第二条主裂缝的平面密切割压裂；
生成多条主裂缝并完成多条主裂缝的平面密切割压裂，直到相邻两条主裂缝的角度小于预设的角度阈值。
优选地，还包括：
所述完成第一条主裂缝或多条主裂缝的平面密切割压裂后，通过所述井筒向地层中注入携砂液，以对形成的平面密切割裂缝进行支撑；
再通过井筒向地层中注入一个井筒容积的顶替液，将所述井筒中的携砂液顶替进入地层。
优选地，
所述获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置包括：
获取所述第一条主裂缝内不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力，通过不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力获取不同位置处的主应力，比较不同位置处的主应力，获取主应力最小的位置。
优选地，
所述根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp包括：
获取所述第一条主裂缝方向与分支转向裂缝起裂方向之间的夹角，所述分支转向裂缝起裂的方向为所述主应力最小的位置的主应力方向，通过所述主应力最小的位置处的剪切应力、x方向正应力、y方向正应力以及所述第一条主裂缝方向与分支转向裂缝起裂方向之间的夹角获取所述第一条主裂缝的分支转向裂缝的法向应力；
通过分支转向裂缝的法向应力以及最小主应力σ min，获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp。
优选地，
所述以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝包括：
以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，当所述井筒的底部压力p w满足预设的压力条件时，继续向所述第一条主裂缝内注入第二预设量的压裂液，完成所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝。
根据本发明实施例的第二方面，提供基于应力笼效应的平面密切割压裂装置，所述装置包括：
主裂缝压裂模块：用于以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；
主应力获取模块：用于获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；
缝内净压力获取模块：用于根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp；
暂堵转向液用量获取模块：用于根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；
封堵模块：用于向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；
分支裂缝压裂模块：用于以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
平面密切割压裂模块：用于重复上述步骤，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控器执行时，实现所述的上述方法中的各个步骤。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请通过在主裂缝上获取应力薄弱位置来确定封堵点，通过计算在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力确定暂堵转向液用量，通过对主裂缝中应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应，实现直井平面上的密切割；克服了传统的单纯提高用液量和施工排量来扩大液体波及范围，难以形成复杂裂缝的问题。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的基于应力笼效应的平面密切割压裂方法的流程示意图；
图2是根据另一示例性实施例示出的净压力增加值与暂堵转向液用量之间的关系曲线示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的基于应力笼效应的平面密切割压裂装置的系统示意图；
附图中：1-主裂缝压裂模块，2-主应力获取模块，3-缝内净压力获取模块，4-暂堵转向液用量获取模块，5-封堵模块，6-分支裂缝压裂模块，7-平面密切割压裂模块。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
图1是根据一示例性实施例示出的基于应力笼效应的平面密切割压裂方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：
S1，以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；
S2，获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；
S3，根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp；
S4，根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；
S5，向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；
S6，以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
S7，重复步骤S2-S6，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂；
可以理解的是，本申请通过以5.0-10.0m3/min施工排量，向致密储层直井井筒中注入100~500m3的压裂液至地层，形成第一条主裂缝，获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min，根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力的增长值Δp，根据实验获得的净压力增加值与暂堵转向液用量之间的关系曲线，确定净压力增加值Δp对应的暂堵转向液体积大小，所述净压力增加值与暂堵转向液用量之间的关系曲线如附图2所示，以1.0-5.0m3/min施工排量，向地层中注入获得的暂堵转向液体积大小，以对所述第一条主裂缝中应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应，以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝，值得强调的是，所述第一条主裂缝的主应力最小的位置会随着分支裂缝的产生而变化，会从所述第一条主裂缝的末端逐渐向起点，也就是注入点靠近，当所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂；本申请通过在主裂缝上获取应力薄弱位置来确定封堵点，通过计算在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力确定暂堵转向液用量，通过对主裂缝中应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应，实现直井平面上的密切割；克服了传统的单纯提高用液量和施工排量来扩大液体波及范围，难以形成复杂裂缝的问题。
优选地，还包括：
所述完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂后，将所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置之间注入暂堵转向液；
再以所述预设的注入速度向所述注入点注入所述预设量的压裂液，使得以注入点为起点生成与所述第一条主裂缝方向不同的第二条主裂缝；
再根据上述的步骤完成所述第二条主裂缝的平面密切割压裂；
生成多条主裂缝并完成多条主裂缝的平面密切割压裂，直到相邻两条主裂缝的角度小于预设的角度阈值；
可以理解的是，在完成第一条主裂缝的平面密切割压裂后，将所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置之间注入暂堵转向液，避免后续注入压裂液继续在第一条主裂缝上产生分支裂缝，为后续产生新的主裂缝做准备，再以5.0-10.0m3/min施工排量，向致密储层直井井筒底部的注入点注入100~500m3的压裂液，以注入点为起点，产生一条与所述第一条主裂缝方向不同的第二条主裂缝，然后重复上述的步骤，直到完成第二条主裂缝的平面密切割压裂，继续产生新的主裂缝并完成平面密切割压裂，最终形成以注入点为中心点向四周扩散的主裂缝及分支裂缝，生成裂缝网，直到相邻两条主裂缝的角度小于预设的角度阈值，避免过于临近的两条主裂缝靠近注入点的分支裂缝互相贯穿。
优选地，还包括：
所述完成第一条主裂缝或多条主裂缝的平面密切割压裂后，通过所述井筒向地层中注入携砂液，以对形成的平面密切割裂缝进行支撑；
再通过井筒向地层中注入一个井筒容积的顶替液，将所述井筒中的携砂液顶替进入地层；
可以理解的是，以5%-30%的加砂浓度，向地层中注入1000-3000m3的携砂液，施工排量为5-10m3/min，以对形成的平面密切割裂缝进行有效支撑，形成高导流能力的缝网系统，再以施工排量为1-3m3/min，向地层中注入一个井筒容积的顶替液，将井筒中的携砂液顶替进入地层。
优选地，
所述获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置包括：
获取所述第一条主裂缝内不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力，通过不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力获取不同位置处的主应力，比较不同位置处的主应力，获取主应力最小的位置；
可以理解的是，所述第一条主裂缝内，每一处位置的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力均不同，通过获取不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力，具体公式如下所示：
将上式中的柱坐标系下应力分量
、/>
和/>
分别转换成直角坐标系，即可得到
、/>
和/>
，其中/>
，（y、x）是直角坐标系下第一条主裂缝内某位置的坐标，r w为井眼半径，p w为井底压力，其具体计算公式请见下列实施例，σ h为地层原始最小水平主应力，为一定值，σ H为地层原始最大水平主应力，为一定值。
获取到不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力后，通过主应力计算公式获取不同位置处的主应力，所述主应力计算公式如下所示：
式中，τ xy表示剪切应力，σ x表示x方向正应力，σ y表示y方向正应力，σ p表示最大主应力，通过不同位置处的主应力，获取第一条主裂缝内主应力最小的位置，主应力最小位置处的主应力为σ min。
优选地，
所述根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力的增长值Δp包括：
获取所述第一条主裂缝方向与分支转向裂缝起裂方向之间的夹角，所述分支转向裂缝起裂的方向为所述主应力最小的位置的主应力方向，通过所述主应力最小的位置处的剪切应力、x方向正应力、y方向正应力以及所述第一条主裂缝方向与分支转向裂缝起裂方向之间的夹角获取所述第一条主裂缝的分支转向裂缝的法向应力；
通过分支转向裂缝的法向应力以及最小主应力σ min，获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp；
可以理解的是，获取到所述第一条主裂缝内主应力最小位置处的主应力σ min后，再获取所述第一条主裂缝方向与分支裂缝起裂方向之间的夹角，所述分支裂缝起裂的方向为所述主应力最小的位置的主应力方向，所述主应力最小的位置的主应力方向的计算公式为：
式中，σ n表示分支转向裂缝的法向应力，θ为第一条主裂缝方向与分支裂缝起裂方向之间的夹角；获取到第一条主裂缝的主应力最小的位置处的法向应力以及最小主应力σ min后，通过缝内净压力的增长值Δp计算公式获取缝内净压力的增长值Δp，所述缝内净压力的增长值Δp计算公式如下所示：
优选地，
所述以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝包括：
以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，当所述井筒的底部压力p w满足预设的压力条件时，继续向所述第一条主裂缝内注入第二预设量的压裂液，完成所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
可以理解的是，以1.0-5.0m3/min施工排量，向地层中注入获得的暂堵转向液体积大小，以对所述第一条主裂缝中主应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应，以5.0-10.0m3/min施工排量，向所述第一条主裂缝内注入一定量的压裂液，在所述第一条主裂缝的主应力最小位置处形成分支转向裂缝，当所述井筒的底部压力p w满足预设的压力条件时，说明此时产生了分支转向裂缝，继续注入压裂液100-500m3，以确保分支转向裂缝继续向前延伸一段距离，所述压力p w满足预设的压力条件如下所示：
式中，
上式中，p f为所述第一条主裂缝的缝内压力；ΔL为从第一条主裂缝的应力最小的位置至第一条主裂缝末端的长度；σ H为地层原始最大水平主应力，为一定值；σ h为地层原始最小水平主应力，为一定值；π为圆周率；r w为井筒半径；k c为断裂韧性；
值得强调的是，所述第一条主裂缝的分支裂缝的形成过程中，井筒的底部压力p w满足上述的条件，而后续的主裂缝的分支裂缝形成过程中，井筒的底部压力p w满足条件与第一条主裂缝的分支裂缝的形成过程中满足条件并不等同，具体如下所示：
式中，
上式中，w c为主裂缝的缝宽；
为主裂缝的表观断裂韧性；E为岩石弹性模量；ν为泊松比；σ h为地层原始最小水平主应力，为一定值；π为圆周率；p f1为主裂缝的缝内压力；h为主裂缝的缝高；k c为断裂韧性；c o为岩石骨架与饱和流体岩石的体积模量的比值；/>
为井壁岩石吸水后引起的膨胀应力；/>
为热膨胀系数；/>
为井壁上吸水后引起的温差大小；/>
为岩石拉伸强度；/>
为主裂缝内流压与地层孔隙压力间的压差；/>
为地层孔隙压力。
为了方便理解本申请，本实施例还公开了一种具体算例，来验证上述的方案，具体如下所示：
A井葡X致密油区块的一口直井，天然裂缝不发育，全井射开砂岩厚度20.8m，有效厚度14.2m，储隔层GR差值40-50API，岩性遮挡较强，压裂施工目的层段为：1748.0-1745.0m。该地区地温梯度5.15℃/100m，为较高地温梯度油藏，压力系数1.13-1.281MPa/100m，原始地层压力18.18MPa，区块地面原油粘度38.9mPa.s，为了增加该井的产油量，对本井进行了基于应力笼效应的平面密切割压裂施工，具体泵注施工程序如下：以5.0m3/min施工排量，向致密储层直井井筒中注入200m3的压裂液至地层，形成第一条主裂缝；
输入水平两向地应力31.5MPa/30.5MPa、垂向地应力76.3MPa、弹性模量25.7GPa、泊松比0.25、注液量200m3、施工排量5.0m3/min等参数，第一条主裂缝完成后的各位置处的应力分量σ x、σ y、τ xy，从而找出最大主应力最薄弱的位置，该处地应力大小记为σ min=34.6MPa；
根据公式
计算出法向应力大小为36.5MPa；
确定注入暂堵转向液需要增加的缝内净压力的增长值Δp大小，计算公式如下：
根据附图2所示的净压力增加值与暂堵转向液用量之间的关系曲线，确定Δp为1.9MPa时，对应的暂堵转向液体积大小为25m3；
以1.5m3/min施工排量，向地层中注入25m3暂堵转向液，以对第一条主裂缝中应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应；
以5.0m3/min施工排量，向第一条主裂缝内注入一定量的压裂液，在主应力最薄弱位置处形成分支转向裂缝，当井底压力p w大于69.8MPa时，说明此时产生了分支转向裂缝，继续注入200m3压裂液，以确保分支转向裂缝继续向前延伸一段距离；
重复步骤2至步骤7共5次，在第一条主缝内形成6条分支转向裂缝，即共实施六级缝内暂堵转向压裂施工；
将第一条主裂缝内的主应力最小的位置与注入点的位置之间注入暂堵转向液，避免在第一条主裂缝上形成新的分支裂缝，然后向注入点以5.0m3/min施工排量，向致密储层直井井筒中注入200m3的压裂液至地层，形成第二条主裂缝；
计算第二条主裂缝的σ min2=38.8MPa；
计算第二条主裂缝主应力最小位置处的法向应力σ n2：
确定注入暂堵转向液需要增加的缝内净压力的增长值Δp 2大小，
根据附图2所示净压力增加值与暂堵转向液用量之间的关系曲线，确定Δp 2为2MPa时对应的暂堵转向液体积大小为30m3；
以1.5m3/min施工排量，向地层中注入30m3暂堵转向液，以对第二条主裂缝中应力最薄弱位置进行井筒处的缝口封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，在井筒附近产生应力笼效应；
以5.0m3/min施工排量，向第二条主裂缝内注入一定量的压裂液，在第二条主裂缝的主应力最薄弱位置处形成缝口转向裂缝，当井底压力p w2大于71.8MPa时，所述p w2的计算公式为：
以15%的加砂浓度，向地层中注入1000m3的携砂液，施工排量为5m3/min，以对形成的平面密切割裂缝进行有效支撑，形成高导流能力的缝网系统；
施工排量为2m3/min，向地层中注入一个井筒容积的顶替液，将井筒中的携砂液顶替进入地层。
实施例二
图3是根据一示例性实施例示出的基于应力笼效应的平面密切割压裂装置的系统示意图，包括：
主裂缝压裂模块1：用于以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；
主应力获取模块2：用于获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；
缝内净压力获取模块3：用于根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力的增长值Δp；
暂堵转向液用量获取模块4：用于根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；
封堵模块5：用于向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；
分支裂缝压裂模块6：用于以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
平面密切割压裂模块7：用于重复上述步骤，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂；
可以理解的是，通过主裂缝压裂模块1用于以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；通过主应力获取模块2用于获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；通过缝内净压力获取模块3用于根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力的增长值Δp；通过暂堵转向液用量获取模块4用于根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；通过封堵模块5用于向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；通过分支裂缝压裂模块6用于以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；通过平面密切割压裂模块7用于重复上述步骤，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂；本申请通过在主裂缝上获取应力薄弱位置来确定封堵点，通过计算在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要增加的缝内净压力确定暂堵转向液用量，通过对主裂缝中应力最薄弱位置进行封堵，形成人工遮挡层，阻止后续流体压力向前传递，由此改变在此位置附近的地应力场，从而在该薄弱位置附近形成附加的诱导应力场，产生应力笼效应，实现直井平面上的密切割；克服了传统的单纯提高用液量和施工排量来扩大液体波及范围，难以形成复杂裂缝的问题。
实施例三：
本实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控器执行时，实现上述方法中的各个步骤；
可以理解的是，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.基于应力笼效应的平面密切割压裂方法，其特征在于，所述方法包括：
以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；
获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；
根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp；
根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；
向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；
以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
重复上述步骤，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
所述完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂后，将所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置之间注入暂堵转向液；
再以所述预设的注入速度向所述注入点注入所述预设量的压裂液，使得以注入点为起点生成与所述第一条主裂缝方向不同的第二条主裂缝；
再根据上述的步骤完成所述第二条主裂缝的平面密切割压裂；
生成多条主裂缝并完成多条主裂缝的平面密切割压裂，直到相邻两条主裂缝的角度小于预设的角度阈值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
所述完成第一条主裂缝或多条主裂缝的平面密切割压裂后，通过所述井筒向地层中注入携砂液，以对形成的平面密切割裂缝进行支撑；
再通过井筒向地层中注入一个井筒容积的顶替液，将所述井筒中的携砂液顶替进入地层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置包括：
获取所述第一条主裂缝内不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力，通过不同位置处的剪切应力、x方向正应力以及y方向正应力获取不同位置处的主应力，比较不同位置处的主应力，获取主应力最小的位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp包括：
获取所述第一条主裂缝方向与分支转向裂缝起裂方向之间的夹角，所述分支转向裂缝起裂的方向为所述主应力最小的位置的主应力方向，通过所述主应力最小的位置处的剪切应力、x方向正应力、y方向正应力以及所述第一条主裂缝方向与分支转向裂缝起裂方向之间的夹角获取所述第一条主裂缝的分支转向裂缝的法向应力；
通过分支转向裂缝的法向应力以及最小主应力σ min，获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝包括：
以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，当所述井筒的底部压力p w满足预设的压力条件时，继续向所述第一条主裂缝内注入第二预设量的压裂液，完成所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝。
7.基于应力笼效应的平面密切割压裂装置，其特征在于，所述装置包括：
主裂缝压裂模块：用于以预设的注入速度向井筒内注入预设量的压裂液至地层，以地层中注入点为起点形成第一条主裂缝；
主应力获取模块：用于获取所述第一条主裂缝内主应力最小的位置，将该位置的主应力大小记为σ min；
缝内净压力获取模块：用于根据最小主应力σ min获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝需要的缝内净压力的增长值Δp；
暂堵转向液用量获取模块：用于根据缝内净压力的增长值Δp获取在主应力最小的位置生成分支转向裂缝所需的暂堵转向液体积；
封堵模块：用于向所述第一条主裂缝内注入获取的暂堵转向液体积，对所述第一条主裂缝的主应力最小的位置进行封堵；
分支裂缝压裂模块：用于以预设的第一注入速度向所述第一条主裂缝内注入压裂液，直到在所述第一条主裂缝的主应力最小的位置产生转向分支裂缝；
平面密切割压裂模块：用于重复上述步骤，在所述第一条主裂缝内形成多条转向分支裂缝，直到所述第一条主裂缝内的主应力最小的位置与所述注入点的位置的距离小于预设的距离阈值，完成所述第一条主裂缝的平面密切割压裂。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的基于应力笼效应的平面密切割压裂方法中的各个步骤。
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