[發明專利]一種水力沖擊壓裂試驗方法

在審

• 申請號: 202110010019.4
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN114458273A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 孫林;黃波;楊萬有;易飛;張磊;李旭光;楊軍偉;熊培祺;陳維余;周際永;黃利平;夏光;孟向麗;楊淼;徐方雪
• 申請（專利權）人: 中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 張靜

1.一種水力沖擊壓裂試驗方法，其特征在于：按照下述步驟進行：

步驟1，沖擊片的初選：根據試驗井垂深和泵車的泵注壓力量程范圍，選擇滿足抗壓強度的沖擊片5片以上；

步驟2，沖擊片的抗壓強度測試：對沖擊片進行抗壓強度測試，選擇3片分別進行三次測試值與初選值偏差小于等于5％，則為合格的沖擊片，三次測試值與初選值偏差大于5％，則為不合格的沖擊片，需重新選擇沖擊片再重復上述抗壓強度測試；

步驟3，試驗前的注入測試：對試驗井進行注入情況測試，記錄試吸水指數的注入數據；

步驟4，試驗器材的組裝：將步驟2得到的測試合格的剩余沖擊片裝入水力沖擊壓裂工具中，在尾管的尾端通過變扣連接打孔管，在打孔管中安裝監測精度不小于1ms的高精度壓力計和銅柱壓力計；

步驟5，試驗器材下井：將水力沖擊壓裂試驗裝置的首端與油管的尾端相連后，與油管一并下入試驗井的預定射孔位置；

步驟6，地面管線的連接：油管與井口連接，井口通過高壓管線連接泵車；

步驟7，利用泵車打壓至沖擊片破裂：利用泵車打壓，直至觀察泵車的壓力表突降，且壓力表最高壓力值與沖擊片的抗壓強度偏差小于等于5％，既能夠判斷為沖擊片破裂；

步驟8，試驗后注入測試：利用泵車持續進行泵注，直至注入穩定，記錄試吸水指數的注入數據，停泵，泄壓后，拆除高壓管線與井口；

步驟9，試驗器材起井：將水力沖擊壓裂工具從試驗井中起出，再將沖擊片、高精度壓力計和銅柱壓力計分別從水力沖擊壓裂工具中取出；

步驟10，試驗數據采集：觀察沖擊片的破裂情況，記錄高精度壓力計和銅柱壓力計的相關數據，試驗結束，進行試驗成功與否判斷；

其中，水力沖擊壓裂試驗裝置，包括水力沖擊壓裂工具、尾管、打孔管、高精度壓力計、銅柱壓力計、油管和泵車，所述油管的尾端與所述水力沖擊壓裂工具的首端相連，所述水力沖擊壓裂工具的尾端與所述尾管的首端相連，所述尾管的尾端與所述打孔管的首端相連，所述高精度壓力計和所述銅柱壓力計安裝在所述打孔管上，所述泵車通過高壓管線與所述油管的首端相連，油管、水力沖擊壓裂工具、尾管和打孔管依次相連后自井口下入井內，所述水力沖擊壓裂工具至少包括沖擊片和沖擊片短節，所述沖擊片設置在所述沖擊片短節之中。

2.根據權利要求1所述的一種水力沖擊壓裂試驗方法，其特征在于：在步驟2中，沖擊片的抗壓強度測試，按照下述步驟進行：

步驟1，將沖擊片置于沖擊片短節中，沖擊片短節的首端通過變扣再依次連接硬質管線、手壓泵和壓力表，沖擊片短節的尾端通過變扣連接放壓管線，其中，硬質管線抗壓值和手壓泵的加壓值以及壓力表的量程均大于等于上述沖擊片的抗壓強度1.7倍；

步驟2，利用手壓泵緩慢加壓至沖擊片抗壓強度的1.1倍，記錄沖擊片破裂時的壓力值，三次測試值與初選值偏差小于等于5％則為合格的沖擊片；

步驟3，沖擊片合格后，在將剩余的沖擊片再重復進行抗壓強度測試，但手壓泵緩慢加壓至沖擊片抗壓強度的0.8倍，壓力穩定5分鐘，不能壓破沖擊片，然后將沖擊片從沖擊片短節中取出，作為試驗樣品。

3.根據權利要求1所述的一種水力沖擊壓裂試驗方法，其特征在于：在步驟7中，泵車的打壓以5MPa為一個壓力等級進行加壓，增加一個壓力等級后穩定1-2min后，再緩慢加壓至下一個壓力等級，泵車的打壓壓力接近沖擊片的抗壓強度前的一個壓力等級時，利用泵車快速加壓，待壓力表突降后，不能停泵，需繼續加大泵注排量，直至注入穩定。

4.根據權利要求1所述的一種水力沖擊壓裂試驗方法，其特征在于：在步驟10中，試驗成功與否判斷的標準：第一個條件，觀察沖擊片的破裂，第二個條件，步驟8的試吸水指數的注入數據優于步驟3的試吸水指數的注入數據，第三個條件，采集到高精度壓力計在不同計量時間下的壓力值和銅柱壓力計的固定壓力值，高精度壓力計的最高壓力值和銅柱壓力計的固定壓力值偏差不超過20％，同時滿足上述三個條件則判斷為試驗成功，反之，則為試驗失敗。

5.根據權利要求1所述的一種水力沖擊壓裂試驗裝置，其特征在于：所述泵車的打壓以5MPa為一個壓力等級進行加壓，增加一個壓力等級后穩定1-2min后，再緩慢加壓至下一個壓力等級，泵車的打壓壓力接近沖擊片的抗壓強度前的一個壓力等級時，利用泵車快速加壓，待壓力表突降后，不能停泵，需繼續加大泵注排量，直至注入穩定。