水压致裂法测试步骤实践结果

2023-09-21 理论教育版权反馈

【摘要】：水压致裂法地应力测量的压力管路系统分双管加压系统和单管加压系统。当压力降到使裂缝处于临界闭合状态时，即垂直于裂缝面的最小主应力与液压回路达到平衡时的压力，称为瞬时关闭压力PS。

水压致裂法地应力测量的压力管路系统分双管加压系统和单管加压系统。双管加压系统的管路是高压油管和钻杆，试验过程中，通过高压油管和钻杆对封隔器和钻孔压力段加压。单管加压系统的管路是钻杆，试验过程中，依靠安装在钻孔孔口的推拉阀控制压力液体的流向，分别对封隔器和钻孔压裂段加压。本次试验中采用单管系统。

在进行正式水压致裂测试之前，必须对钻孔的透水率、钻孔倾斜度等进行检查，同时根据工程的需要选择合适的压裂段，并对每根加压钻杆进行密封检验。水压致裂法测试步骤如下:

①座封:通过钻杆将两个可膨胀的橡胶封隔器放置到选定的压裂段，加压使其膨胀、座封于孔壁上，形成承压段空间(本次试验中座封压力为4 MPa)。

②注水加压:通过钻杆推动转换阀后，液压泵对压裂段注水加压(此时封隔器压力保持不变)，钻孔孔壁承受逐渐增强的液压作用。

③岩壁致裂:在足够大的液压作用下，孔壁沿阻力最小的方向出现破裂，该破裂将在垂直于横截面上的最小主应力的平面内延伸。与之相应，当泵压上升到临界破裂压力Pb后，由于岩石破裂导致压力值急剧下降。

④关泵:关闭压力泵后，泵压迅速下降，然后随着压裂液渗入到岩层，泵压缓慢下降。当压力降到使裂缝处于临界闭合状态时，即垂直于裂缝面的最小主应力与液压回路达到平衡时的压力，称为瞬时关闭压力PS。

⑤卸压:打开压力阀卸压，使裂缝完全闭合，泵压记录降为零。

⑥重张:按步骤2至步骤5连续进行多次加压循环，以便取得合理的压裂参数，以判断岩石破裂和裂缝延伸的过程。

⑦解封:压裂完毕后，通过钻杆拉动转换阀，使封隔器内的液体通过钻杆排出，此时封隔器收缩恢复原状，即封隔器解封。

⑧破裂缝方向记录:采用定向印模器，通过扩张印模胶筒外层的生橡胶和能自动定向的定向器记录破裂缝的长度和方向。