[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

本申請公開了一種破碎帶井壁穩定性評價方法。該方法包括：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。本申請提供的技術方案能夠實現破碎帶井壁損傷特征的定量評價。

技術領域

本申請屬于斷裂帶油氣鉆井技術領域，尤其涉及一種破碎帶井壁穩定性評價方法。

背景技術

隨著全球能源消耗的不斷增大，中國70％的剩余石油天然氣資源位于深部地層，作為深部油氣資源的重要組成部分，中國深層碳酸鹽巖油氣藏分布廣泛、資源量大，具有良好的勘探開發潛力。深層、超深層碳酸鹽巖油氣資源日益成為國內外油氣增儲上產的主戰場，目前已形成塔里木盆地和四川盆地等深層油氣資源重要區域。

深層油氣藏地質情況特殊、地應力條件復雜，在長時間、多期次、強構造運動及高地應力作用下，深部地層中通常發育不同損傷程度的損傷帶，即破碎性地層。目前，破碎性地層受擠壓構造影響，地層破碎程度高、膠結性差，鉆井過程中井壁坍塌失穩現象嚴重，掉塊多、大、硬。破碎性地層中的油井因鉆遇碳酸鹽巖、破碎性地層出現了嚴重的井壁坍塌掉塊情況，導致阻卡頻繁，鉆井周期大幅延長，經濟效益損失巨大，嚴重影響了勘探開發進程，已成為破碎性地層勘探開發的重大技術難題之一。

經調研，破碎性地層井壁失穩機理主要有:地應力集中，應力敏感性強，應力釋放易導致井壁失穩；地層膠結性差、結構松散，水力尖劈、機械碰撞作用，易產生持續掉塊；地層微裂縫、層理等弱面結構發育，鉆井液濾液易侵入導致裂縫開啟、連通，發生剪切破壞等多種事故工況，但目前的認識還主要是遇到問題解決問題，尚未在破碎性地層鉆井事故因素定性研究方面取得進展，缺乏對各類風險事故進行評價的技術手段。

因此，針對目前對破碎型地層井壁穩定難以采用直觀物理模擬方式研究的技術缺陷，本申請提供了一種破碎帶井壁穩定性評價方法。

發明內容

本申請的實施例提供了一種破碎帶井壁穩定性評價方法，所述方法能夠實現破碎帶井壁損傷特征的定量評價。

本申請的其它特性和優點將通過下面的詳細描述變得顯然，或部分地通過本申請的實踐而習得。

本申請提供了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。

在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述立方體試樣的規格為500mm×500mm×500mm。

在本申請的一些實施例中，基于前述方案，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。

在本申請的一些實施例中，基于前述方案，在所述立方體試樣上鉆設井眼，所述井眼的深度為350mm。

在本申請的一些實施例中，基于前述方案，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。