[發明專利]破碎帶井壁穩定性評價方法

在審

• 申請號: 202310277532.9
• 申請日: 2023-03-21
• 公開（公告）號: CN116296848A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 郭印同;張鑫傲;魏凱;景宇翔;應琪祺;畢振輝;冒海軍;王磊;常鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;長江大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02;G01N1/28;G01B11/16;E21B49/00
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 甄偉軍

1.一種破碎帶井壁穩定性評價方法，其特征在于，所述方法包括：

制備含破碎帶特征的立方體試樣，所述立方體試樣用于進行井壁穩定性試驗；

在所述立方體試樣上鉆設井眼、在所述井眼內布設模擬破碎帶監測系統、以及將所述立方體試樣放置到真三軸加載室；

在所述井眼內注入鉆井液后，開展不同地應力條件下破碎帶井壁穩定性試驗；

針對不同地應力條件下破碎帶井壁穩定性試驗，通過將環氧樹脂注入所述井眼內，并在所述環氧樹脂定型后，對所述環氧樹脂進行破碎帶損傷特征的定量評價。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述立方體試樣的規格為500mm×500mm×500mm。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在制備所述立方體試樣后，所述方法還包括：

在所述立方體試樣的外表面封固一層環氧樹脂。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述立方體試樣上鉆設井眼，所述井眼的深度為350mm。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述井眼內布設模擬破碎帶監測系統，包括：

布設用于提取所述井眼中井壁破碎帶特征信息的內窺激光形貌掃描系統和高清相機；

布設用于實時監測在不同三向地應力加載過程中的井壁垮塌特征的光纖應變傳感器和高清攝像頭，所述光纖應變傳感器布設在破碎帶附近，所述高清攝像頭固定安裝到所述井眼的底部；

布設用于與水力伺服泵液系統連接后施加鉆井液液柱壓力的套管，所述套管設置在所述井眼上部。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述立方體試樣放置到真三軸加載室，包括：

將所述立方體試樣按照所述井眼的方向，水平放置到真三軸加載室內，且將監測傳感器引線及套管接頭從加載板預留的孔中穿出，且將模擬井眼套管預制螺紋端與伺服泵液高壓軟管相連接，且在所述井眼內部注入鉆井液進行憋壓檢查并保證所述井眼內部裝置的密封性。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述開展不同地應力條件下破碎帶井壁穩定性試驗，包括：

通過啟動真三軸地應力加載系統和所述模擬破碎帶監測系統、按照設定的三向地應力條件逐級施加地應力、以及采用伺服泵注系統對應增加模擬井眼鉆井液液柱壓力，確定在不同的地應力加載水平下破碎帶井壁發生漏失或坍塌的鉆井液密度；

根據所述鉆井液密度，對破碎帶井壁的穩定性進行分析，從而實現不同地應力條件下破碎帶井壁穩定性試驗。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在確定所述鉆井液密度之后，通過拆卸所述立方體試樣上伺服泵液高壓軟管與套管連接端，排出所述井眼內部遺留的鉆井液。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將環氧樹脂注入所述井眼內并使得環氧樹脂定型，包括：

將所述環氧樹脂注入所述井眼內，并在所述環氧樹脂初凝后，靜置1小時，所述初凝的時間為25分鐘-45分鐘；

在所述環氧樹脂成型后，將所述環氧樹脂置于烘箱，并在80℃下烘烤2個小時，從而使得所述環氧樹脂定型。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述環氧樹脂進行破碎帶損傷特征的定量評價，包括：

采用切割設備將所述環氧樹脂切割為薄片狀，得到由所述環氧樹脂粘接的含破碎帶垮塌后的特征結構；

通過分析所述特征結構，并采用數學統計方法，完成數字化提取，并對垮塌程度和垮塌量進行評價，從而實現破碎帶損傷特征的定量評價。