一种地热井破裂压力的确定方法与流程

    专利查询2026-01-31  2


    本申请涉及钻井,特别涉及一种地热井破裂压力的确定方法。


    背景技术:

    1、随着常规能源的不断开发和国内外能源需求的日益增大,具备低碳环保、稳定高效等特点的地热能将成为未来全球勘探开发的重点。国内外地热能储层的开采形成了以增强型地热系统为主体的增产工艺,即通过水力压裂等方法在高温地热储层中人工造储从而形成裂缝网络。然而储层岩体中主裂隙由于热冲击作用(温度急剧降低或急剧升高)会发生次生破裂,导致井筒围岩力学性质劣化,从而对地热储层破裂压力的求取增加难度和挑战。

    2、准确预测高温地热储层破裂压力是压裂施工方案涉及和优化的重要前提。常用的地层破裂压力的模型有eaton预测模型、黄氏预测模型、mattews预测模型等,但以上模型均未考虑高温热冲击对岩石力学强度折减程度的影响,从而导致破裂压力计算结果与实际存在偏差,影响工程设计与施工。


    技术实现思路

    1、本申请提供了一种地热井破裂压力的确定方法,能够使地层破裂压力的预测结果更合理。该技术方案如下:

    2、采集目标地层的基本参数,所述基本参数包括最大水平地应力、最小水平地应力、岩石杨氏弹性模量、泊松比、注入压力、地层综合滤失系数、岩石有效应力系数、岩石孔隙度、原始地层温度以及岩石体积热膨胀系数;

    3、通过热破裂实验测定所述目标地层岩石的抗拉强度折减参数,所述抗拉强度折减参数用于表示岩石抗拉强度受热冲击影响的折减程度;

    4、将所述基本参数代入破裂压力预测模型,得到所述目标地层的破裂压力,所述破裂压力预测模型的表达式中融合有所述抗拉强度折减参数。

    5、本申请提供的技术方案至少包括以下有益效果:

    6、本申请实施例提供的方法,通过热破裂实验测定抗拉强度折减参数,该参数能够表征岩石抗拉强度受热冲击影响的折减程度,并在破裂压力预测模型中融合该抗拉强度折减参数,在求取破裂压力时考虑高温热冲击对岩石强度的折损效应,使地层破裂压力的预测结果更合理,能够结合工程安全性系数得到安全承载上限,对施工安排提供科学依据。



    技术特征:

    1.一种地热井破裂压力的确定方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过热破裂实验测定所述目标地层岩石的抗拉强度折减参数,包括:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述热冲击系数,通过所述热破裂实验测定岩石的所述抗拉强度折减参数,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述参数化本构方程的表达式为:

    5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述将所述热冲击系数以及所述抗拉强度代入所述参数化本构方程,计算得到所述抗拉强度折减参数,包括:

    6.根据权利要求2至5任一所述的方法,其特征在于,所述通过高温冲击实验确定岩石的热冲击系数,包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述热冲击系数为单位时间内温度梯度的变化率,所述热冲击系数的表达式为:

    8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述热传导方程为其中,q为热流率,a为导热面积,λ为所述热传导系数;

    9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述加工标准岩石试件,布置钻孔位置,包括:

    10.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述破裂压力预测模型的计算式为:


    技术总结
    本申请提供了一种地热井破裂压力的确定方法,属于钻井技术领域。该方法包括:采集目标地层的基本参数;通过热破裂实验测定目标地层岩石的抗拉强度折减参数,抗拉强度折减参数用于表示岩石抗拉强度受热冲击影响的折减程度;将基本参数代入破裂压力预测模型,得到目标地层的破裂压力,破裂压力预测模型的表达式中融合有抗拉强度折减参数。在求取破裂压力时考虑高温热冲击对岩石强度的折损效应,使地层破裂压力的预测结果更合理,能够结合工程安全性系数得到安全承载上限,对施工安排提供科学依据。

    技术研发人员:王磊,赵建军,胡志强,赵向阳,李莅临,张文平,衣相霖,柯珂,王烁龙
    受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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