水压致裂法地应力测量的压力管路系统有两种:单管加压和双管加压。单管加压系统的管路是钻杆,依靠安装在钻孔孔口部位的推拉阀控制压力液流向,分别对封隔器和钻孔压裂段施压;双管加压系统的管路是高压软管和钻杆,分别对封隔器和钻孔压力段加压。两种压力管路系统的操作程序大同小异(双管加压系统较单管加压系统简单),今以单管加压系统为例,来说明水压致裂法地应力测量的测量程序。
水压致裂法地应力测量具体测量的方框图如图4-2所示,相对应的破裂过程曲线如图4-3所示。
图4-2 水压致裂法地应力测量具体测量框图
图4-3 水压致裂法地应力测量压裂过程曲线
(1)座封:将封隔器下放至选定的压裂段,开动液压泵,令高压液由钻杆进入封隔器,使封隔器膨胀座封于钻孔岩壁上,形成压裂段空间。
(2)注液施压:将压力传感器、流量传感器接入计算机数据采集系统。通过钻杆推动推拉阀,开动液压泵,压力液对钻孔承压段注液施压,使钻孔岩壁承受逐渐增强的液压作用。
(3)岩壁破裂:不断提高泵压,当达到围岩的破裂压力时,钻孔压力段岩壁上沿拉应力最大部位的方向破裂,这时压力值急剧下降。(www.xing528.com)
(4)关泵:关闭液压泵,压力迅速下降,然后随着压裂液渗入地层,泵压随即缓慢下降,这时便获得了裂缝处于临界闭合状态时的平衡压力,即瞬时关闭压力。
(5)放液卸压:打开泵阀卸压,承压段液压作用被解除后,裂缝完全闭合,泵压记录降至零。
按上述步骤连续进行3~5次压裂循环,以便取得合理的压裂参数以及正确地判断岩石破裂和裂缝延伸过程。
(6)解封:通过钻杆拉动推拉阀,使封隔器里的压裂液从钻杆排出,封隔器解封。
(7)破裂缝记录:通过印模器或钻孔电视记录破裂缝方向。
典型压裂过程的压力与流量记录曲线如图4-4所示。
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