水力压裂实时解释的最优化模型及数值计算方法研究

压裂压力分析与参数解释的实质是压力历史反演。反演是一种从系统响应到系统输入来描述系统特征及其相关参数的方法。对水力压裂来讲,这个系统就是通过对记录压力的分析,提取地层和液体特征,从而确定裂缝的几何形状。本文综合应用逐步线性最小二乘法与约束变尺度法的最优化方法,利用地层特性参数与液体特征参数的数据库,提出了切实可行的压裂实时解释方法,该方法直接拟合井口压力,可解释一些关键性的地层特性参数,如岩石断裂韧性、地应力分布(压裂层、上隔层、下隔层的地应力)、地层破裂压力等参数,也可实时解释压裂液流变性和滤失程度及其动态变化,还可以实时解释水力裂缝的三维扩展延伸和支撑剂的运移分布。最后,通过实例分析与应用,说明了该方法的有效性与实用性。