(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 202211133245.2 (22)申请日 2022.09.17 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 王国隆　李年银　王浩文　何靖　 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/12(2006.01) G01N 3/02(2006.01) E21B 43/267(2006.01) (54)发明名称 一种压裂管柱安全校核检验方法 (57)摘要 本发明公开一种压裂管柱安全校核检验方 法， 所述检验方法包括如下步骤： 水平井模型建 立、 压裂管柱模型、 模型组合、 插入实验、 管柱模 型抽出检验和综合评价； 本发明利用建立模型检 验的方法， 建立水平井按比例缩小的仿真模型和 压裂管柱模 型， 然后在模拟相同工作环境下进行 模拟实验， 依据管柱模型的强度及变形， 分析数 据， 确定该井水力喷射压裂管柱的应力危险截 面， 计算改水平井模型全井段管柱内壁应力， 管 柱内壁某点处相应力最大， 其安全系数最低， 从 而确定该点为危险点， 并分析在危险截面处的内 压、 外压、 轴向力、 弯矩载荷， 根据检验数据进行 综合分析， 直到达到安全要求， 从而可 以对水平 井的压裂灌注 安全进行校核， 保证了压裂管柱操 作的安全性。 权利要求书1页 说明书3页 CN 115508201 A 2022.12.23 CN 115508201 A 1.一种压裂管柱安全校核检验方法， 其特征在于： 所述检验方法包括如下步骤： 水平井 模型建立、 压裂管柱模型、 模型组合、 插 入实验、 管柱模型抽出检验和综合评价； 1)水平井模型建立： 结合现有水平井的综合数据， 利用模具制造出与现有水平井等比 缩小比例的水平井模型， 内部数据比例均 与现有水平井相同； 2)压裂管模型： 结合上述水平井模型的综合数据， 利用指定模具制造出等比缩小比例 的压裂管模型， 压裂管模型的综合数据与现有压裂挂综合数据比例 相同； 3)模型组合： 根据管道 的强度、 长度和每米单位重量计算水平水力喷射压裂管柱各油 管段拉伸应力安全系 数， 并计算全井段水力喷射压裂管柱拉伸应力安全系 数， 数据以水平 井模型数据为依据进行计算； 4)插入实验： 将压裂灌注插入到水平井内部， 进行一定时间的工作模拟， 模拟工作环境 与正常水平井工作环境相同； 5)管柱模型抽出检验： 依据管柱模型的强度及变形， 分析数据， 确定该井水力喷射压裂 管柱的应力危险截面， 计算改水平井模型全井段管柱内壁应力， 管柱内壁某点处相应力最 大， 其安全系数最低， 从而确定该点为危险点， 并分析在危险截面处的内压、 外压、 轴向力、 弯矩载荷； 6)综合评价： 根据上述检验数据进行综合分析， 应力安全系数满足1.5 ‑1.8， 则水力喷 射压裂管柱组合合理， 强度安全， 否则水力喷射压裂管柱组合设计不合理， 需要重新进行设 计模型， 再次重复上述实验操作， 直到 达到安全要求。 2.根据权利要求1所述的一种压裂管柱安全校核检验方法， 其特征在于： 所述水平井模 型建立和压裂管模型均是在加工车间内部， 利用指定的模型加工工具加工而成， 且可采用 3D打印的方法进行模型制作。 3.根据权利要求1所述的一种压裂管柱安全校核检验方法， 其特征在于： 所述压裂管柱 模型上下依次为水力锚、 锁止器、 高密封封隔器、 导向水力锚、 喷砂器、 锁止器、 高密密封封 隔器、 封堵器、 底部开关和尾管组成。 4.根据权利要求1所述的一种压裂管柱安全校核检验方法， 其特征在于： 所述拉伸应力 安全系数＝压裂管柱抗拉强度/管柱重量， 管柱重量＝管柱长度 ×每米单位重量， 计算之后 按照模型的缩小比例再次结合实际工作的数据进行等比复原分析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115508201 A 2一种压裂 管柱安全校核检验方 法 技术领域 [0001]本发明属于油气开发相关技 术领域， 具体涉及一种压裂管柱安全校核检验方法。 背景技术 [0002]众所周知， 在石油地球物理勘探及开发技术中， 提高地震勘探精度、 解决陆相沉积 盆地复杂的地质问题以及选择有效的开发方案是一项系统工程， 涉及采集方法、 静校正技 术、 噪音压制技术、 精细成像技术以及开 发物理模拟等技术的许多方面。 低渗透油气井采用 多级水力喷射压裂管柱进 行储层改造、 试油、 完井一体化作业， 由于油气 井深度、 压力、 温度 及产量的大幅度变化， 加大了下钻、 坐封、 射孔、 试油联作、 储层改造等工况下管柱破坏的风 险， 易出现井下事故， 导致施工停止或作业 失败。 水平井开 发是其中一项比较常见的开 发工 程， 水平井多级体积压裂技术是近几年国内外为有效开 发页岩气藏和 低渗透油气藏而发展 起来的一项新 技术,但随之出现了 压裂管柱力学环境更加复杂的新问题。 [0003]因此， 针对此种问题， 需要一种安全校核检验方法， 来对水平井的压裂管柱安全性 能进行检验， 避免了实际操作中发生压裂灌注发生安全事故， 可以提高实际操作中压裂管 柱的安全性。 [0004]申请内容 [0005]本发明的目的在于提供一种压裂管柱安全校核检验方法， 以解决上述背景技术中 提出的对水平井的压裂灌注安全性能进行检验， 避免了实际操作中发生压裂灌注发生安全 事故， 可以提高实际操作中压裂管柱的安全性。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0007]一种压裂管柱安全校核检验方法， 所述检验方法包括如下步骤： 水平井模型建立、 压裂管柱模型、 模型组合、 插 入实验、 管柱模型抽出检验和综合评价； [0008]1)水平井模型建立： 结合现有水平井 的综合数据， 利用模具制造出与现有水平井 等比缩小比例的水平井模型， 内部数据比例均 与现有水平井相同； [0009]2)压裂管模型： 结合上述水平井模型的综合数据， 利用指定模具制造出等比缩小 比例的压裂管模型， 压裂管模型的综合数据与现有压裂挂综合数据比例 相同； [0010]3)模型组合： 根据管道的强度、 长度和每米单位重量计算水平水力喷射压裂管柱 各油管段拉伸应力安全系 数， 并计算全井段水力喷射压裂管柱拉伸应力安全系数， 数据以 水平井模型 数据为依据进行计算； [0011]4)插入实验： 将压裂灌注插入到水平井内部， 进行一定时间的工作 模拟， 模拟工作 环境与正常水平井工作环境相同； [0012]5)管柱模型抽出检验： 依据管柱模型的强度及变形， 分析数据， 确定该井水力喷射 压裂管柱的应力危险截面， 计算改水平井模型全井段管柱内壁应力， 管柱内壁某点处相应 力最大， 其安全系数最低， 从而确定该点为危险点， 并分析在危险截面处的内压、 外压、 轴向 力、 弯矩载荷； [0013]6)综合评价： 根据上述检验数据进行综合分析， 应力安全系数满足1.5 ‑1.8， 则水说　明　书 1/3 页 3 CN 115508201 A 3