(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210884908.8 (22)申请日 2022.07.26 (71)申请人 成都合信恒泰工程 技术有限公司 地址 610000 四川省成 都市高新区府 城大 道西段39 9号7栋3单元3层307号 (72)发明人 任强　 (74)专利代理 机构 成都慕川专利代理事务所 (普通合伙) 51278 专利代理师 李小金 (51)Int.Cl. E21B 47/00(2012.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种人工加热致使井壁破裂的方法及其分 析方法 (57)摘要 本发明公开了一种人工加热致使井壁破裂 的方法， 包括以下两个步骤： S1.向钻井底加入加 热器； S2.人工加热致使钻井井壁破裂其中， 人工 加热致使井壁破裂方法的分析方法， 包括确定性 分析和数据分析两方面。 该方法 弥补了传统最大 水平主应力测量中自然发生的井壁破裂不可控 的缺陷， 扩展了该测量方法的应用范围。 该建模 分析包括： 钻井周围热力诱发的环压的确定性分 析； 最大水平主应力、 井壁破裂角宽度、 温度升高 量之间的关系评估； 热力诱导井壁破裂测量最大 水平主应力方法精度及灵敏度的数据分析； 对在 不同特定情况下的最大水平主应力测量成功概 率估计数据分析。 该数据分析全面证实了人工加 热致使井壁破裂方法的可行性， 分析了该方法所 需的条件范围。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 115163037 A 2022.10.11 CN 115163037 A 1.一种人工加热致使井壁破裂的方法， 其特 征在于： 包括以下两个步骤： S1.向钻井底加入加热器: S2.人工加热致使钻井 井壁破裂。 2.一种如权利要求1所述的一种人工加热致使井壁破裂方法的分析方法， 其特征在于， 包括确定性分析和数据分析两方面。 3.根据权利要求2所述的一种人工加热致使井壁破裂的分析方法， 其特征在于， 其中确 定性分析包括： (1)钻井周围热力诱发的环压的确定性分析， 通过求解不同温度条件下钻井周围环压 大小并与无侧限抗压强度比较， 估计钻井 井壁破裂产生的可能性； (2)求解在不同的最大水平主应力值条件下， 满足使环压超过无侧限抗压强度的温度 差， 评估最大 水平主应力、 井壁破裂角宽度、 温度升高量之间的关系。 4.根据权利要求2所述的一种人工加热致使井壁破裂的分析方法， 其特征在于， 该数据 分析包括： (1)在限定温度差、 井壁破裂角宽度、 材料特性参数的条件下求解最大水平主应力分布 曲线， 从而对热力诱 导井壁破裂测量 最大水平主应力方法的精度及灵敏度进行 数据分析； (2)在不同特定情况下开展Monte  Carlo模拟， 求得井壁破裂发生的累计概率曲线， 从 而对最大 水平主应力测量成功概 率估计进行 数据分析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115163037 A 2一种人工加热致使井壁破裂的方 法及其分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及热压致裂地应力测量技术领域， 具体是一种人工加热致使井壁破裂的 方法及其分析 方法。 背景技术 [0002]目前的最大水平主应力测量过程包括井壁破裂观测、 钻进诱发张裂缝测试、 水力 压裂测试等一系 列测试。 该技术已在石油、 天然气 工业中得到广泛应用， 但仍有一些缺陷阻 碍最大主应力的测量， 如自然发生的井壁破裂并不可控。 作为最大水平主应力的直接测量 指标， 井壁破裂若未 出现， 将会导 致最大水平主应力测量出现数据缺失。 [0003]原先技术先通过水力压裂法测量最小水平主应力(当井壁裂缝张开或闭合时， 测 量当前液压， 即为最小主应力大小)。 随之应用线弹性理论推知钻孔周围应力 分布， 以最小 水平主应力和破裂重张压力为基础 估计最大水平主应力。 最后通过井眼成像测井测得裂缝 的取向， 即最大水平主应力的取向。 但由于裂缝取向难探测、 裂缝形成不可控、 井压对结果 有影响等因素导致该方法精确度欠佳。 直到井眼成像技术及定 向井径测 量技术得到发展， 才促使井壁破裂成为地应力测量的重要指标。 结合井壁破裂和水力压裂缝的测量数据， 可 较为精确地测定最大 水平主应力和最小水平主应力与深度的函数关系。 [0004]最大水平主应力足够大且其对最小水平主应力的比率足够大时， 应力集中超过岩 石抗压系数， 井壁破裂发生。 因而井壁破裂在大多 数情况下都难以发生。 现有技术并不能人 为诱导井壁破裂发生， 因此， 传统地应力测量方法并不能应用于所有地区。 [0005]近期研究中， 一种融化回填材料以封闭钻井的井底电阻加热装置得以问世， 并指 出该装置在不规律加热时可能引发钻井产生压缩断裂和拉伸断裂。 但该实验在各向 同性介 质中进行， 得 出的热引发井壁破裂与地应力关系并不 严谨。 发明内容 [0006]本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足， 提供了人工加热致使井壁破裂的方 法及其分析 方法。 [0007]为实现上述目的， 本 发明提供如下技术方案： 一种人工加热致使井壁破裂的方法， 其特征在于： 包括以下两个步骤： [0008]S1.向钻井底加入加热器: [0009]S2.人工加热致使钻井 井壁破裂。 [0010]一种人工加热致使井壁破裂方法的分析方法， 包括确定性分析和数据分析两方 面。 [0011]作为本发明的进一 步方案， 其中确定性分析包括： [0012](1)钻井周围热力诱发的环压 的确定性分析， 通过求解不 同温度条件下钻井周围 环压大小并与无侧限抗压强度比较， 估计钻井 井壁破裂产生的可能性； [0013](2)求解在不 同的最大水平主应力值条件下， 满足使环压超过无侧限抗压强度的说　明　书 1/6 页 3 CN 115163037 A 3