用于防止套管变形的地层应力重置方法技术

本发明专利技术公开了用于防止套管变形的地层应力重置方法，包括步骤：确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置，在套管上与目标位置对应的位置设置射孔；将前端设置有地层岩石粉碎工具的地层钻进工具，从射孔向地层钻进延伸至目标位置；启动地层岩石粉碎工具，将目标位置的岩石块粉碎，使目标位置的地层岩石对套管产生均匀的载荷挤压。本发明专利技术通过将套管周围的地层中较大的岩石粉碎成小岩石块，使套管外表面和地层岩石能够充分接触，实现套管从非均匀受载变为均匀受载，从而延长套管寿命，且本发明专利技术所提供的方法操作简单，成本低，弥补了现有技术在该层面上的空缺，大幅提高了完井质量，有效减少了井下事故的发生，极大降低了油气井的生产成本。的生产成本。的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
用于防止套管变形的地层应力重置方法


[0001]本专利技术涉及油气开发
，尤其涉及用于防止套管变形的地层应力重置方法。

技术介绍

[0002]随着社会经济的迅速发展，石油资源的需求量年年增长，随着开发油气井增多，钻井完井工程面临了更多的挑战，页岩气井的套管变形在目前石油领域始终困扰现场人员和钻井完井工程师，目前能够有效解决的方法很少，更多的采用的是预防的形式防止套管变形，如加厚套管和提升井轨质量。地层中套管周围的不规则岩石块对套管产生的非均匀载荷是造成套管变形的主要问题，每一处载荷不均匀的位置套管具体的受载情况都是不同的，在狭长的井下套管中，非均匀受压的位置很多，如果提升井轨质量，则对技术要求很高，如果把套管加厚也会增加大量的成本，这些措施都不能够完全解决问题。如今亟需寻找一种方法能够克服上述困难，并完全解决页岩气井套管变形的问题。

技术实现思路

[0003]为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种用于防止套管变形的地层应力重置方法，通过将套管周围的地层中较大的岩石粉碎成小岩石块，改变地层不规则岩石对套管的挤压作用，套管外表面与地层岩石能够充分接触，实现套管从非均匀受载变为均匀受载，从而延长套管寿命。
[0004]本专利技术具体公开了以下技术方案：
[0005]用于防止套管变形的地层应力重置方法，包括步骤：
[0006]确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置，在套管上与目标位置对应的位置设置射孔；
[0007]将前端设置有地层岩石粉碎工具的地层钻进工具，从射孔向地层钻进延伸至目标位置；
[0008]启动地层岩石粉碎工具，将目标位置的岩石块粉碎，使目标位置的地层岩石对套管产生均匀的载荷挤压。
[0009]在一些较优的实施例中，所述确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置的方法包括：
[0010]利用蚂蚁体技术识别地层裂缝并确定裂缝位置；
[0011]基于地层应力和断层数据建立地质力学模型，分析获得套管所在地层具有断层滑动风险的位置设置为目标位置。
[0012]在一些较优的实施例中，所述射孔数量为2
‑
12个。
[0013]在一些较优的实施例中，还包括步骤：
[0014]完成粉碎后，将地层钻进工具收回；
[0015]利用微地震监测技术监测套管周围地层状态，分析获得析断层滑动情况。
[0016]在一些较优的实施例中，所述分析获得套管所在地层具有断层滑动风险的位置的方法包括：
[0017]利用摩尔
‑
库仑准则得出与孔隙压力相关的断层滑动概率函数；
[0018]基于水力压裂诱发的孔隙压力扰动值与断层滑动概率函数，对断层滑动风险进行评估。
[0019]在一些较优的实施例中，地层钻进工具的钻进轨迹由对经过的目标点进行断层滑动风险的迭代评估确定。
[0020]在一些较优的实施例中，所述地层钻进工具上还设置有应力传感器用于在完成粉碎后的收回过程中，沿途收集并传输破碎后的地层应力数据。
[0021]在一些较优的实施例中，所述将目标位置的岩石块粉碎的方法包括：爆照破碎和电脉冲破碎中的任一种。
[0022]有益效果
[0023]本专利技术通过将套管周围的地层中较大的岩石粉碎成小岩石块，改变地层不规则岩石对套管的挤压作用，使套管外表面和地层岩石能够充分接触，实现套管从非均匀受载变为均匀受载，从而延长套管寿命，且本专利技术所提供的方法操作简单，成本低，弥补了现有技术在该层面上的空缺，大幅提高了完井质量，有效减少了井下事故的发生，极大降低了油气井的生产成本。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一种较优实施例中的用于防止套管变形的地层应力重置方法流程示意图；
[0025]图2为本专利技术另一种较优实施例中的用于防止套管变形的地层应力重置方法流程示意图；
[0026]图3为本专利技术另一种较优实施例中的利用蚂蚁体技术识别地层裂缝并确定裂缝位置效果示意图；
[0027]图4为本专利技术另一种较优实施例中的前端设置有地层岩石粉碎工具的地层钻进工具的钻进效果示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步阐述。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]实施例1
[0030]如图1所示，本实施例提供了一种用于防止套管变形的地层应力重置方法，具体包括步骤：
[0031]S1、确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置，在套管上与目标位置对应的位置设置射孔。其中，现有技术在确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置的方
法主要包括：(1)地震勘探技术：利用地震波在地层中的传播特征，分析地层的结构、岩性、裂缝、应力等参数，判断地层是否存在滑动风险。(2)钻井测试技术：利用钻井过程中的测井、取心、试压等数据，评估地层的力学性质、流体压力、渗透率等指标，判断地层是否存在滑动风险。上述方法的缺点在于操作不易，且经济成本和人力成本均较高，且获得结果的时间较长。在一些较优的实施例中，提供了一种利用数值模拟的方法确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置的方法，具体包括：
[0032]S101、利用蚂蚁体技术识别地层裂缝并确定裂缝位置；所述蚂蚁体技术是指一种基于蚂蚁算法形成的三维地震解释技术，主要原理是模拟真实蚁群集体觅食行为产生的一系列群体本能动作和信息反馈，利用地震数据中的振幅和相位差异，沿着可能的断层和裂缝移动，完成对二者的刻画和识别。识别结果如图3所示。
[0033]S102、基于地层应力和断层数据建立地质力学模型，分析获得套管所在地层具有断层滑动风险的位置设置为目标位置。应当理解的是，在本领域中对断层滑动风险的评估方法有很多，例如利用地震资料、成像测井、多臂井径测井等数据，识别断层的位置、产状、类型和活动性，建立断层模型进行分析。还有基于孔隙弹性力学理论的断层滑动风险判别方法等。
[0034]进一步的是，在地层钻进工具的钻进路径设计上，需要避开具有断层滑动风险的区域，并且钻进工作的进行必然也对路径上的地层应力产生影响，因此在钻进的过程中需要及时的评估后续路径上的断层滑动风险，在一些较优的实施例中，考虑在目标位置和射孔间，设置由多个目标点拟合的模拟路径，并通过对经过的目标点进行断层滑动风险的迭代评估，以确定最优的钻进轨迹。
[0035]S2、将前端设置有地层岩石粉碎工具的地层钻进工具，从射孔向地层钻进延伸至目标位置。
[0036]所述地层岩石粉碎工具选择本领域常用的粉碎工具，如爆炸发生器、高频率脉冲发生器、振动发声器等，本专利技术不作进一步限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于防止套管变形的地层应力重置方法，其特征在于，包括步骤：确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置，在套管上与目标位置对应的位置设置射孔；将前端设置有地层岩石粉碎工具的地层钻进工具，从射孔向地层钻进延伸至目标位置；启动地层岩石粉碎工具，将目标位置的岩石块粉碎，使目标位置的地层岩石对套管产生均匀的载荷挤压。2.如权利要求1所述的用于防止套管变形的地层应力重置方法，其特征在于，所述确定套管所在地层具有断层滑动风险的目标位置的方法包括：利用蚂蚁体技术识别地层裂缝并确定裂缝位置；基于地层应力和断层数据建立地质力学模型，分析获得套管所在地层具有断层滑动风险的位置设置为目标位置。3.如权利要求1所述的用于防止套管变形的地层应力重置方法，其特征在于，所述射孔数量为2
‑
12个。4.如权利要求1所述的用于防止套管变形的地层应力重置方法，其特征在于，还包括步骤：完成粉碎后，将地层钻进工具收回；...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝效华，敬俊，雷清龙，石昌帅，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：