用于储层的单段多簇均匀起裂的优化方法

1.一种用于储层的单段多簇均匀起裂的优化方法，其特征在于，所述优化方法包括：确定目标储层的地质力学参数和总液体注入量；确定目标储层的各改造段内的簇数，确定每个裂缝单元的压力P i 和液体流量q i 的流量获取步骤；根据裂缝的应力变化、流量分配以及射孔效应建立应力数学模型，计算每个裂缝单元的切向位移D s 和法向位移D n 的位移计算步骤；将上述法向位移D n 和切向位移D s 分别与预设初始值进行比较的比较步骤；如果满足收敛条件，则以当前的法向位移D n 和切向位移D s 进行压裂，如果不满足，则重复执行所述流量获取步骤和所述位移计算步骤；所述优化方法还包括计算向量x T ＝[D n D s q i P i ]，所述位移计算步骤包括以下步骤：计算矩阵M；计算残差f RD ，f FF ；根据dx k ＝-M -1 f(x)，计算 更新x k ：x k+1 ＝x k +dx k ；其中，所述矩阵M由以下公式计算得出：f 1 ，f 2 ，f 3 ，f 4 通过下面的公式计算得出：其中，f 1 为迭代过程中法向应力方程的残差；f 2 为迭代过程中剪切应力方程的残差；f 3 为迭代过程中裂缝宽度方程的残差；f 4 为迭代过程中液体滤失方程的残差；s为裂缝长度步长；t为时间步长；P为压力，MPa；C f 为流体压缩系数，MPa -1 ；q为流量，m 3 /s；h为缝高，m；w为缝宽，m；A为裂缝横截面积；C L 为滤失系数，m/(s 0.5 )；τ为裂缝到达s单元的时间，s；其中，σ s ,σ n 为裂缝切向及其法向的应力，MPa； 为系数矩阵，受到j单元剪切应变产生的i单元正应变； 为系数矩阵，受到j单元正应变产生的i单元正应变；G ij 由以下公式计算得出：G ij 为几何系数，无量纲；d ij 为i、j单元的距离，m；h为裂缝高度，m；α、β为经验参数，无量纲。 2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括获取每个裂缝单元的射孔摩阻和缝内摩阻的步骤，所述射孔摩阻的计算公式为：其中，ΔP perf 为射孔摩阻，Pa；ρ f 为压裂液的密度，kg/m 3 ；n为射孔的孔眼数，无量纲；D perf 为射孔的直径，m；C p 为流量系数，无量纲；q i 为每个裂缝的总流量，m 3 /s；所述缝内摩阻的计算公式为：其中，q i 为每个裂缝单元的流量，m 3 /s；μ为压裂液黏度，Pa·s；a为裂缝单元的长度，m；D n,i 为第i个裂缝单元的开度，m；H为裂缝高度，m。 3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，流量系数C p 由下列公式计算得出：其中，m为流过孔眼支撑剂的总质量，kg。 4.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，所述优化方法还包括获取井筒摩阻的步骤，所述井筒摩阻P cf,i 由下列公式计算得出：其中，D 1 为井筒直径，m；ρ f 为压裂液密度，kg/m 3 ；w为质量流量，kg/s；f为摩阻系数，取0.007。 5.根据权利要求1或2所述的优化方法，其特征在于，井口压力P 11 通过以下公式求得：其中，P c,i 为射孔位置的裂缝闭合压力，由测井解释获得，Pa；ΔP w,i 为射孔位置裂缝内的压降损失总量，Pa；ΔP perf 为射孔摩阻，Pa；P h,i 是射孔位置处的液柱净压力，Pa；P cf,i 是第i段到第i-1段的沿程摩阻，Pa；液柱净压力P h,i 由ρ f gh计算得出，其中，ρ f 为压裂液密度，kg/m 3 ；g为重力加速度，m/s 2 ；h为压裂段深度，m。