本發(fā)明涉及石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

地應(yīng)力是地殼固體介質(zhì)受重力、地球構(gòu)造力和天文動(dòng)力以及探掘工程附加動(dòng)力的作用,在介質(zhì)內(nèi)部單元引起響應(yīng)變形的力學(xué)參數(shù),也可簡(jiǎn)稱(chēng)為地殼內(nèi)存在的應(yīng)力。石油形成并賦存于地殼巖石中。地應(yīng)力的大小及其變化是控制油氣富集區(qū)分布、水力壓裂裂縫擴(kuò)展、儲(chǔ)集層裂縫分布、油井套管長(zhǎng)期外載以及鉆井地層破裂壓力、坍塌壓力等各項(xiàng)參數(shù)的因素之一，也是油氣田開(kāi)發(fā)方案的制定及油井工程設(shè)計(jì)必不可缺少的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。地應(yīng)力研究在油田開(kāi)發(fā)中的主要應(yīng)用有：優(yōu)化設(shè)計(jì)注采井網(wǎng)，提高采收率；確定合適的油層套管，避免油水井生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生套管變形，以致造成生產(chǎn)井報(bào)廢；優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì)方案，降低鉆井工程事故；優(yōu)化設(shè)計(jì)壓裂施工方案，防止油井暴性水淹，改善壓裂效果；確定最佳注水壓力，提高注水效率，降低含水上升率；確定最佳注汽壓力，提高注汽效率，降低蒸汽熱損失。

淺層超稠油油藏，埋藏深度在200～500米，地層溫度下原油黏度大于50000mpa.s，該類(lèi)油藏主要含油巖性為中細(xì)砂巖，其次為含礫砂巖和砂礫巖，膠結(jié)疏松至中等。儲(chǔ)集空間以原生粒間孔為主，其次為次生粒間溶孔、粒內(nèi)孔。該類(lèi)油藏主要位于新疆油田，原油性質(zhì)具膠質(zhì)含量高、酸值高、粘度高和含蠟量低、含硫量低、凝固點(diǎn)低、瀝青含量低、粘溫反應(yīng)敏感和原始溶解氣油比低的特點(diǎn)，開(kāi)采方式主要是注蒸汽熱采。采用常規(guī)蒸汽吞吐方式開(kāi)采難度大，采出程度低，經(jīng)濟(jì)效益差，國(guó)內(nèi)外對(duì)于這類(lèi)油藏采用的是SAGD的開(kāi)采方式。SAGD開(kāi)采分為循環(huán)預(yù)熱階段和采油生產(chǎn)階段。在循環(huán)預(yù)熱階段，注汽井和生產(chǎn)井同時(shí)注蒸汽循環(huán)，在較短的時(shí)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)油層均勻加熱，使注汽井和生產(chǎn)井之間形成熱力、水力連通，當(dāng)連通段達(dá)到一定程度后，就轉(zhuǎn)入采油生產(chǎn)階段。

地應(yīng)力的確定是影響SAGD循環(huán)預(yù)熱效果的一個(gè)重要因素，確定地應(yīng)力并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化有利于注汽參數(shù)的優(yōu)化與SAGD整體開(kāi)發(fā)方案的設(shè)計(jì)，目前關(guān)于淺層超稠油油藏的地應(yīng)力測(cè)試還沒(méi)有開(kāi)展過(guò)，因此開(kāi)展淺層超稠油油藏的地應(yīng)力測(cè)試研究很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法開(kāi)展淺層超稠油油藏的地應(yīng)力測(cè)試的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法，測(cè)試方法包括以下步驟：S1、對(duì)設(shè)置于地層中的油井套管進(jìn)行測(cè)試井段的選取，并對(duì)選取的測(cè)試井段打孔，以形成射孔井段；S2、向射孔井段中注水，停止注水后測(cè)試射孔井段對(duì)應(yīng)位 置處的巖石的瞬時(shí)閉合壓力P_s；S3、將射孔井段中的水排出后，再次向射孔井段中注水，并測(cè)試射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的破裂重張壓力P_r；S4、利用瞬時(shí)閉合壓力和破裂重張壓力進(jìn)行計(jì)算，得到射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin。

進(jìn)一步地，在步驟S1與步驟S2之間，測(cè)試方法還包括：將地層管線(xiàn)送入油井套管中，地層管線(xiàn)包括順次連接的油管段、循環(huán)閥、第一封隔器、射孔管段和第二封隔器，使第一封隔器和第二封隔器均卡封在油井套管中，其中，油管段、第一封隔器和射孔管段形成通路；且油管段的入口連接有地面管線(xiàn)，地面管線(xiàn)包括主管道和用于檢測(cè)主管道的流體應(yīng)力的第一應(yīng)力傳感器，第一應(yīng)力傳感器設(shè)置在主管道上，水泵與主管道連接以用于給地層管線(xiàn)注水，且主管道與油管段連通。

進(jìn)一步地，油管段和第一封隔器之間連通并設(shè)置有循環(huán)閥，循環(huán)閥還與油井套管連通，在步驟S1與步驟S2之間，測(cè)試方法還包括：關(guān)閉循環(huán)閥，以阻斷油管段與油井套管之間的連通，并使射孔井段位于第一封隔器和第二封隔器之間。

進(jìn)一步地，在步驟S2中，開(kāi)啟水泵向油管段中送水，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器測(cè)量的應(yīng)力值開(kāi)始下降時(shí)，關(guān)閉水泵；畫(huà)出井底壓力隨關(guān)閉水泵后時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)，井底壓力為油管段的管口至射孔井段之間的水的重量產(chǎn)生的靜水壓力與流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值之和，靜水壓力為ρgH，其中，ρ為水的密度，H為井底垂直深度，g為重力加速度，且井底壓力隨關(guān)閉水泵后時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)包括依次連接的第一直線(xiàn)段、曲線(xiàn)段和第二直線(xiàn)段，第一直線(xiàn)段的延伸線(xiàn)和第二直線(xiàn)段的延伸線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為瞬時(shí)閉合壓力P_s。

進(jìn)一步地，在步驟S3中，流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的水的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化率小于0.02Mpa/min時(shí)，打開(kāi)第一應(yīng)力傳感器和水泵之間的回流閥門(mén)，以將油井套管中的水排出。

進(jìn)一步地，在步驟S3中，開(kāi)啟水泵向油管段送水，畫(huà)出流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，并對(duì)應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)作切線(xiàn)，切線(xiàn)的斜率開(kāi)始變化時(shí)的切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為破裂重張壓力P_r。

進(jìn)一步地，在步驟S4中，通過(guò)公式σ_Hmax＝3σ_Hmin-P_r-P_o得到最大水平主應(yīng)力σ_Hmax，并通過(guò)公式σ_Hmin＝P_s得到最小水平主應(yīng)力σ_Hmin，其中，P_o＝ρgH，ρ為水的密度；H為井底垂直深度；g為重力加速度。

進(jìn)一步地，在關(guān)閉循環(huán)閥以阻斷油管段與油井套管之間的連通的步驟之前，開(kāi)啟水泵向油管段中和油井套管中送水；以及在關(guān)閉循環(huán)閥以阻斷油管段與油井套管之間的連通的步驟之后，打開(kāi)油井套管的閘門(mén)，并設(shè)定水泵的壓力為10～15MPa，并保持5～10min后，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器的壓降小于0.5Mpa時(shí)，關(guān)閉水泵，并執(zhí)行步驟S2。

進(jìn)一步地，在關(guān)閉循環(huán)閥以阻斷油管段與油井套管之間的連通的步驟中，向油管段內(nèi)投球，以打壓循環(huán)閥，使循環(huán)閥關(guān)閉。

進(jìn)一步地，測(cè)試方法還包括：在依次執(zhí)行步驟S1至步驟S4之后，重復(fù)執(zhí)行步驟S3至步驟S4。

進(jìn)一步地，在步驟S4的步驟之后，方法還包括：S5、將地層管線(xiàn)提出油井套管。

進(jìn)一步地，在步驟S5中，將地層管線(xiàn)上提，以將第一封隔器和第二封隔器解封后靜置10min以上，再提出油井套管。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，選取的測(cè)試井段為多個(gè)，各測(cè)試井段分別位于油藏蓋層、油層或油藏底層。

進(jìn)一步地，在步驟S1中，形成的射孔井段沿軸向上的射孔密度為12～36孔/m，射孔井段的長(zhǎng)度為0.5～1m。

進(jìn)一步地，地層管線(xiàn)包括順次連接的自封封井器、油管段、循環(huán)閥、水力錨、第一封隔器、射孔管段、第二封隔器以及第二應(yīng)力傳感器。

進(jìn)一步地，在步驟S1和步驟S2之間，開(kāi)啟水泵向地面管線(xiàn)送水，設(shè)定水泵的壓力為5～10MPa，并保持5～15min后，地面管線(xiàn)不漏水，且當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器的壓降小于0.5Mpa時(shí)，執(zhí)行步驟S2。

應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法，由于該測(cè)試方法通過(guò)將射孔管段通入流體，以對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，并對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的應(yīng)力值進(jìn)行測(cè)試，從而可以通過(guò)測(cè)試結(jié)果計(jì)算出測(cè)試段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大主應(yīng)力值和最小水平主應(yīng)力值，并利用上述應(yīng)力值有效地對(duì)淺層超稠油油藏的最佳注汽壓力進(jìn)行確定，進(jìn)而能夠有效地提高注汽效率，降低蒸汽的熱損失。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明實(shí)施方式所提供的用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法的流程示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實(shí)施方式所提供的設(shè)置于地層中的部分應(yīng)力測(cè)試裝置的示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施方式所提供的設(shè)置于地面上的部分地面管線(xiàn)的示意圖；

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例1提供的用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法中井底壓力隨時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)；以及

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例1提供的用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法中流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)。

具體實(shí)施方式

需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

為了便于描述，在這里可以使用空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來(lái)描述如在圖中所示的一個(gè)器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語(yǔ)“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對(duì)這里所使用的空間相對(duì)描述做出相應(yīng)解釋。

由背景技術(shù)可知，現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于淺層超稠油油藏的地應(yīng)力測(cè)試還沒(méi)有開(kāi)展過(guò)。本發(fā)明的發(fā)明人針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究，提供了一種用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法，如圖1所示，該測(cè)試方法包括以下步驟：S1、對(duì)設(shè)置于地層中的油井套管進(jìn)行測(cè)試井段的選取，并對(duì)選取的測(cè)試井段打孔，以形成射孔井段；S2、向射孔井段中注水，并測(cè)試射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的瞬時(shí)閉合壓力P_s；S3、將射孔井段中的水排出后，再次向射孔井段中注水，并測(cè)試射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的破裂重張壓力P_r；S4、利用瞬時(shí)閉合壓力和破裂重張壓力進(jìn)行計(jì)算，得到射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin。

由于本發(fā)明的上述方法中通過(guò)將射孔管段通入流體，以對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，并對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的應(yīng)力值進(jìn)行測(cè)試，從而可以通過(guò)測(cè)試結(jié)果計(jì)算出測(cè)試段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大主應(yīng)力值和最小水平主應(yīng)力值，并利用上述應(yīng)力值有效地對(duì)淺層超稠油油藏的最佳注汽壓力進(jìn)行確定，進(jìn)而能夠有效地提高注汽效率，降低蒸汽的熱損失。

一種可以應(yīng)用于本發(fā)明的上述方法的應(yīng)力測(cè)試裝置如圖2和圖3所示，包括：地層管線(xiàn)，包括順次連接的油管段20、循環(huán)閥30、第一封隔器40、射孔管段50、第二封隔器60，其中，油管段20、第一封隔器40和射孔管段50組成通路，循環(huán)閥30控制油管段20和油井套管10的連通，且地層管線(xiàn)設(shè)置于油井套管10中；地面管線(xiàn)，包括主管道70和用于檢測(cè)主管道70的流體應(yīng)力的第一應(yīng)力傳感器80，第一應(yīng)力傳感器80設(shè)置在主管道70上，且主管道70與油管段20連通；水泵90，水泵90與地面管線(xiàn)的主管道70連接，用于給地層管線(xiàn)注水；數(shù)據(jù)采集器100，數(shù)據(jù)采集器100與第一應(yīng)力傳感器80連接；用于對(duì)流體應(yīng)力進(jìn)行顯示和計(jì)算的主控機(jī)110，與數(shù)據(jù)采集器100連接。

上述應(yīng)力測(cè)試裝置由于具有第一封隔器、射孔管段、第二封隔器和第一應(yīng)力傳感器，從而可以通過(guò)第一封隔器和第二封隔器將油井套管的測(cè)試段隔離出來(lái)，再通過(guò)射孔管段進(jìn)入流體對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，并利用第一應(yīng)力傳感器對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試，從而通過(guò)測(cè)試結(jié)果計(jì)算出測(cè)試段處的最大主應(yīng)力值和最小水平主應(yīng)力值，并 利用上述應(yīng)力值有效地對(duì)淺層超稠油油藏的最佳注汽壓力進(jìn)行確定，進(jìn)而能夠有效地提高注汽效率，降低蒸汽的熱損失。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，優(yōu)選地，第一封隔器40和第二封隔器60將油井套管10分隔為三個(gè)腔體，射孔管段50位于第一封隔器40與第二封隔器60之間形成的腔體內(nèi)，油管段20位于三個(gè)腔體中遠(yuǎn)離第二封隔器60的腔體內(nèi)，地層管線(xiàn)還包括用于檢測(cè)射孔管段50內(nèi)的流體應(yīng)力的第二應(yīng)力傳感器120，第二應(yīng)力傳感器120位于三個(gè)腔體中遠(yuǎn)離第一封隔器40的腔體中并與第二封隔器60連接，如圖2所示。

在上述優(yōu)選地實(shí)施方式中，由于射孔管段50位于第一封隔器40與第二封隔器60之間形成的腔體內(nèi)，從而當(dāng)向應(yīng)力測(cè)試裝置中的油管段20注水時(shí)，水會(huì)從射孔管段50的孔眼流出進(jìn)入到腔體中并對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，并且不會(huì)從該腔體中流出，進(jìn)而可以有效地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試；并且由于第二封隔器60還連接有第二應(yīng)力傳感器120，上述腔體中的水在回流時(shí)能夠直接通過(guò)第二封隔器60流入第二傳感器，由于第二應(yīng)力傳感器設(shè)置于地下，因此相比于第一應(yīng)力傳感器更接近于測(cè)試段，從而應(yīng)用第二應(yīng)力傳感器能夠更為準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，優(yōu)選地，地層管線(xiàn)還包括水力錨130，且循環(huán)閥30和第一封隔器40通過(guò)水力錨130連接，如圖2所示。當(dāng)向應(yīng)力測(cè)試裝置中的油管段20注水時(shí)，水在通過(guò)循環(huán)閥30后會(huì)對(duì)水力錨130產(chǎn)生壓力，從而使水力錨130開(kāi)啟并卡緊油井套管10，進(jìn)而有效地防止了流入油管段20與油井套管10之間的水向測(cè)試段的泄露，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試段更為穩(wěn)定的加壓，更為有效地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，優(yōu)選地，地層管線(xiàn)還包括盲堵板140，且射孔管段50和第二封隔器60通過(guò)盲堵板140連接，如圖2所示。上述盲堵板140能夠有效地將射孔管段50和第二封隔器60進(jìn)行分隔，從而使流入射孔管段50的水直接從射孔管段50的孔眼流出，而不會(huì)流入到第二封隔器60中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試段更為穩(wěn)定地進(jìn)行加壓，更為有效地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。更為優(yōu)選地，第一封隔器40和射孔管段50之間還連通設(shè)置有油管短接210。上述油管短接210能夠有效地縮短射孔管段50的長(zhǎng)度，從而使通入射孔管段50的水通過(guò)孔眼更為有效地對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，優(yōu)選地，地面管線(xiàn)還包括設(shè)置于油管段20和水泵90之間的主管道70上的第一閥門(mén)150和第一流量計(jì)160，第一流量計(jì)160與數(shù)據(jù)采集器100連接，第一閥門(mén)150、第一流量計(jì)160和第一應(yīng)力傳感器80沿主管道70由水泵90向油管段20的方向間隔設(shè)置，如圖3所示。上述第一閥門(mén)150用于控制水通過(guò)水泵90向地層管線(xiàn)的流入，當(dāng)控制上述第一閥門(mén)150，以將水通過(guò)水泵90向地層管線(xiàn)流入，設(shè)置于主管道70上的第一流量計(jì)160能夠?qū)崟r(shí)對(duì)流入地層管線(xiàn)的水的流量進(jìn)行檢測(cè)，從而有效地對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，進(jìn)而更為有效地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，地面管線(xiàn)還可以包括：回流管道170，回流管道170的第一端與主管道70連接；回流容器180，回流管道170的第二端與回流容器180的入口連接， 回流容器180的出口與水泵90連接，如圖3所示。由于水泵90連接有回流容器180，從而能夠利用水泵90將回流容器180中的水直接抽出送入到地層管線(xiàn)中，并且當(dāng)水從地層管線(xiàn)中回流出來(lái)時(shí)，能夠直接流回回流容器180中，實(shí)現(xiàn)了水在地層管線(xiàn)和地面管線(xiàn)中的循環(huán)利用。

在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中，地面管線(xiàn)還可以包括第二閥門(mén)190和第二流量計(jì)200，第二流量計(jì)200和第二閥門(mén)190沿回路管道的第一端向回流管道170的第二端的方向間隔設(shè)置在回流管道170上，第二流量計(jì)200與數(shù)據(jù)采集器100連接，如圖3所示。上述第二閥門(mén)190用于控制水從地層管線(xiàn)向回流容器180的回流，當(dāng)控制上述第二閥門(mén)190，以將流出地層管線(xiàn)的水回流至回流容器180時(shí)，設(shè)置于回流管道170上的第二流量計(jì)200能夠?qū)崟r(shí)對(duì)流出地層管線(xiàn)的水的流量進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試段的有效加壓及對(duì)水的迅速回流，進(jìn)而更為有效地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，優(yōu)選地，射孔管段50沿軸向上的射孔密度為12～36孔/m。更為優(yōu)選地，射孔管段50的長(zhǎng)度為0.5～1m。在上述優(yōu)選的參數(shù)范圍內(nèi)，水在通入射孔管段50時(shí)能夠更為有效和迅速地從孔眼中流入測(cè)試段對(duì)應(yīng)的腔體中，從而能夠更為有效和迅速地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，優(yōu)選地，油管段20的直徑與油井套管10的直徑之比為2:5～3:5。由于上述油管段20具有上述優(yōu)選的直徑范圍，從而能夠?qū)⒃撚凸芏?0更為迅速地設(shè)置于油井套管10中，以使油管段20于油井套管10具有合適的距離，還能夠保證流入較多的水對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，進(jìn)而更為迅速地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述油管段20的直徑為73mm，上述油井套管10的直徑為177.8mm，此時(shí)，油管段20的厚度可以為9.19mm。

在本發(fā)明提供的應(yīng)力測(cè)試裝置中，數(shù)據(jù)采集器100用于對(duì)第一應(yīng)力傳感器、第二應(yīng)力傳感器、第一流量計(jì)160和第二流量計(jì)200測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，主控機(jī)110用于對(duì)采集的上述數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和顯示。

上述應(yīng)力測(cè)試裝置中，封隔器的型號(hào)可以為KCZ231/145×62-120/30，封隔器的型號(hào)可以為KCZ331/150×62-120/30，水力錨的型號(hào)可以為KCSLM8Z/145×62，油管段和油管短接可以為油田常用的UP TGB油管。

并且，當(dāng)油井套管10具有多個(gè)由上到下設(shè)置于地層中的待測(cè)段時(shí)，在將應(yīng)力測(cè)試裝置設(shè)置于油井套管10中時(shí)，可以首先將應(yīng)力測(cè)試裝置中的射孔管段50對(duì)應(yīng)于最下面的待測(cè)段，待對(duì)該待測(cè)段所對(duì)應(yīng)的巖石處的應(yīng)力值測(cè)試完畢后，將應(yīng)力測(cè)試裝置中的油管段20上提，以將射孔管段50對(duì)應(yīng)于由下往上的第二個(gè)待測(cè)段，以此類(lèi)推能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多個(gè)測(cè)試段的測(cè)試。

下面將結(jié)合圖2和圖3更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明提供的用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法的示例性實(shí)施方式。然而，這些示例性實(shí)施方式可以由多種不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施方式是為了使得本申請(qǐng)的公開(kāi)徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施方式的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。

首先，執(zhí)行步驟S1：對(duì)設(shè)置于地層中的油井套管10進(jìn)行測(cè)試井段的選取，并對(duì)選取的測(cè)試井段打孔，以形成射孔井段。優(yōu)選地，在步驟S1中，選取的測(cè)試井段為多個(gè)，各測(cè)試井段分別位于油藏蓋層、油層或油藏底層；并且，形成的射孔井段的長(zhǎng)度與射孔密度與射孔管段對(duì)應(yīng)，射孔井段的射孔密度為12～36孔/m，射孔井段的長(zhǎng)度為0.5～1m。采用上述優(yōu)選的參數(shù)范圍，能夠在對(duì)射孔井段(即測(cè)試段)的注水過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)試段處巖石的有效加壓。

在完成步驟S1之后，執(zhí)行步驟S2：向射孔井段中注水，停止注水后測(cè)試射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的瞬時(shí)閉合壓力P_s。將水注入射孔井段(即測(cè)試段)，以給測(cè)試段加壓，壓力會(huì)隨著水的不斷注入而迅速增高，由于射孔周邊的應(yīng)力集中，測(cè)試段處的巖石在足夠大的液壓作用下，將會(huì)在最小切向應(yīng)力的位置上產(chǎn)生破裂，也就是在垂直于最小水平主應(yīng)力的方向開(kāi)裂。此時(shí)的臨界壓力值為巖石的初次破裂壓力P_b，巖石一旦產(chǎn)生裂縫，壓力將急劇下降。若繼續(xù)保持排量加壓，裂縫將保持張開(kāi)并向縱深處延伸。在停止注水后壓力將急劇下降，之后，隨著液體向地層的滲入，壓力將緩慢下降。在巖體應(yīng)力的作用下，裂縫趨于閉合。當(dāng)裂縫處于臨界閉合狀態(tài)時(shí)的壓力即為瞬時(shí)閉合壓力P_s。

根據(jù)水壓致裂應(yīng)力測(cè)量理論,水壓破裂縫總是在最大水平主應(yīng)力方向的孔壁上垂直或近垂直地首先產(chǎn)生，水壓破裂面總是在垂直于最小水平主應(yīng)力方向的平面內(nèi)擴(kuò)展，因此，作用在水壓破裂面上的法向應(yīng)力，即瞬時(shí)閉合壓力P_s，等于地殼中的最小水平主應(yīng)力，瞬時(shí)閉合壓力P_s可以通過(guò)畫(huà)關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)確定，關(guān)系曲線(xiàn)為停泵后壓力隨時(shí)間開(kāi)方變化的曲線(xiàn)，在停泵初期裂縫未閉合時(shí)曲線(xiàn)的切線(xiàn)與停泵后期裂縫閉合后曲線(xiàn)的切線(xiàn)，是兩條斜率不同的直線(xiàn)，兩條直線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)著裂縫臨界關(guān)閉狀態(tài)，這個(gè)交點(diǎn)的值也就是瞬時(shí)閉合壓力P_s。在上述應(yīng)力值隨時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)中，應(yīng)力值的最大值即為巖石的初次破裂壓力P_b。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟S1與步驟S2之間，測(cè)試方法還包括：將地層管線(xiàn)送入油井套管10中，地層管線(xiàn)包括順次連接的油管段20、循環(huán)閥30、第一封隔器40、射孔管段50和第二封隔器60，使第一封隔器40和第二封隔器60均卡封在油井套管10中，其中，油管段20、第一封隔器40和射孔管段50形成通路；且油管段20的入口連接有地面管線(xiàn)，地面管線(xiàn)包括主管道70和用于檢測(cè)主管道70的流體應(yīng)力的第一應(yīng)力傳感器80，第一應(yīng)力傳感器80設(shè)置在主管道70上，水泵90與主管道70連接以用于給地層管線(xiàn)注水。地面管線(xiàn)還可以包括數(shù)據(jù)采集器100和主控機(jī)110，數(shù)據(jù)采集器100與第一應(yīng)力傳感器80連接，用于對(duì)流過(guò)第一應(yīng)力傳感器80的水的應(yīng)力進(jìn)行采集，主控機(jī)110與數(shù)據(jù)采集器100連接，用于對(duì)采集的應(yīng)力進(jìn)行顯示和計(jì)算；且當(dāng)?shù)孛婀芫€(xiàn)還包括回流管道170和上述回流容器180時(shí)，在步驟S2中，可以利用水泵90將回流容器180中的水直接抽出送入到地層管線(xiàn)中，且主管道70與油管段20連通。

地層管線(xiàn)還可以包括順次連接的自封封井器、油管段20、循環(huán)閥30、水力錨130、第一封隔器40、射孔管段50、第二封隔器60以及第二應(yīng)力傳感器120。即地層管線(xiàn)還包括連接設(shè)置于循環(huán)閥30和第一封隔器40之間的水力錨130，以及對(duì)應(yīng)射孔管段50設(shè)置于第二封隔器60另一端的第二應(yīng)力傳感器120。上述水力錨130在受到水壓后能夠?qū)⒂途坠?0卡緊，進(jìn)而能夠有效地防止流入油管段20與油井套管10之間的水向測(cè)試段的泄露，實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試段 更為穩(wěn)定的加壓，更為有效地對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試；并且，射孔井段中的水在回流時(shí)能夠直接通過(guò)第二封隔器60流入第二應(yīng)力傳感器120，由于第二應(yīng)力傳感器120設(shè)置于地下，因此相比于第一應(yīng)力傳感器80更接近于測(cè)試段，從而應(yīng)用第二應(yīng)力傳感器120能夠更為準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)的巖石處的瞬時(shí)閉合壓力和重張壓力進(jìn)行測(cè)試。更為優(yōu)選地，第一封隔器40和射孔管段50之間還連通設(shè)置有油管短接210。上述油管短接210能夠有效地縮短射孔管段50的長(zhǎng)度，從而使通入射孔管段50的水通過(guò)孔眼更為有效地對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓。

在步驟S1和步驟S2之間，本申請(qǐng)用于油井套管10應(yīng)力的測(cè)試方法還可以包括：開(kāi)啟水泵90向地面管線(xiàn)送水，設(shè)定水泵90的壓力為5～10MPa，并保持5～15min后，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器80的壓降小于0.5Mpa時(shí)，執(zhí)行步驟S2。上述方法能夠保證地面管線(xiàn)具有較好的密封性能，有效地避免了水在輸送過(guò)程中從地面管線(xiàn)漏出。

當(dāng)將上述地層管線(xiàn)送入油井套管10中，并且油管段20的入口連接有上述地面管線(xiàn)時(shí)，油管段20和第一封隔器40之間還可以連通并設(shè)置有循環(huán)閥30，且循環(huán)閥30還與油井套管10連通，此時(shí)在步驟S1與步驟S2之間，測(cè)試方法還可以包括：關(guān)閉循環(huán)閥30，以阻斷油管段20與油井套管10之間的連通，并使射孔井段位于第一封隔器40和第二封隔器60之間?？梢韵蛴凸芏?0內(nèi)投球，以打壓循環(huán)閥30，使循環(huán)閥30關(guān)閉。通過(guò)向上述循環(huán)閥30投球，使球卡在循環(huán)閥30中，從而使循環(huán)閥30還與油井套管10之間的通道關(guān)閉，此時(shí)若再向油管段20中注入，能夠保證水不會(huì)從循環(huán)閥30流入油井套管10中，進(jìn)而使水通過(guò)循環(huán)閥30流入到射孔管段50中，再通過(guò)孔眼進(jìn)入到測(cè)試段中。

在上述優(yōu)選的實(shí)施方式中，更為優(yōu)選地，在關(guān)閉循環(huán)閥30以阻斷油管段20與油井套管10之間的連通的步驟之前，開(kāi)啟水泵90向油管段20中和油井套管10中送水；以及在關(guān)閉循環(huán)閥30以阻斷油管段20與油井套管10之間的連通的步驟之后，打開(kāi)油井套管10的閘門(mén)，并設(shè)定水泵90的壓力為10～15MPa，并保持5～10min后，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器80的壓降小于0.5Mpa時(shí)，關(guān)閉水泵90，并執(zhí)行步驟S2。

打開(kāi)上述油井套管10的閘門(mén)，是為了驗(yàn)證第一封隔器40的密封性，如果第一封隔器40密封效果好，第一封隔器40與油井套管10之間不存在壓力傳遞，且油井套管10內(nèi)不會(huì)有液體返出，如果第一封隔器40密封效果不好，會(huì)存在壓力傳遞，油井套管10內(nèi)會(huì)有液體返出，如果不打開(kāi)油井套管10的閘門(mén)就無(wú)法判斷是否有液體返出；水泵的壓力為10～15MPa，停泵后關(guān)閉進(jìn)口閘門(mén)，保持5～15min后，第一應(yīng)力傳感器80的壓降小于0.5Mpa。這是為了驗(yàn)證兩個(gè)封隔器的密封性，如果密封效果好，會(huì)形成封閉空間，沒(méi)有泄壓通道，停泵后壓力基本不會(huì)降低，壓降如果低于0.5MPa，說(shuō)明密封效果后；如果密封效果不好，會(huì)存在泄壓通道，壓力會(huì)下降比較快，大于0.5MPa的話(huà)，封隔器密封效果不合格。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)采用上述的地層管線(xiàn)和上述地面管線(xiàn)時(shí)，獲得上述瞬時(shí)閉合壓力P_s的具體方法為：在步驟S2中，開(kāi)啟水泵90向油管段20中送水，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器80測(cè)量的應(yīng)力值開(kāi)始下降時(shí)，關(guān)閉水泵90；畫(huà)出井底壓力隨關(guān)閉水泵90后時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)，其中，井底壓力為油管段的管口至射孔井段之間的水的重量產(chǎn)生的靜水壓力與流經(jīng) 第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值之和，靜水壓力為ρgH，其中，ρ為水的密度，H為井底垂直深度，g為重力加速度，且井底壓力隨關(guān)閉水泵后時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)包括依次連接的第一直線(xiàn)段、曲線(xiàn)段和第二直線(xiàn)段，第一直線(xiàn)段的延伸線(xiàn)和第二直線(xiàn)段的延伸線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為瞬時(shí)閉合壓力P_s。

在完成步驟S2之后，執(zhí)行步驟S3：將射孔井段中的水排出后，再次向射孔井段中注水，并測(cè)試射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的破裂重張壓力P_r。將射孔井段中的水排出，以使射孔井段內(nèi)的壓力完全回零后，即可向射孔井段中進(jìn)行新一輪注水，直到前一次巖石產(chǎn)生的破裂縫重新張開(kāi)，水壓形成的破裂面在后續(xù)的重張壓裂循環(huán)中，在逐漸增大的液壓作用下，破裂縫重新張開(kāi)時(shí)的壓力為重張壓力P_r。

重張壓力P_r可以通過(guò)畫(huà)壓力-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)確定，在壓力-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)上，壓裂前的曲線(xiàn)上升過(guò)程為線(xiàn)性增長(zhǎng)，即壓力上升速度保持穩(wěn)定，當(dāng)壓力上升速率發(fā)生突變時(shí)，即從上升曲線(xiàn)的線(xiàn)性部分作切線(xiàn)，曲線(xiàn)偏離的那一點(diǎn)即為重張壓力P_r。在裂縫重張以后的過(guò)程中，壓力上升速率明顯降低，待曲線(xiàn)上升至峰值時(shí)，并有曲線(xiàn)與時(shí)間軸平行的現(xiàn)象，此時(shí)裂縫已充分張開(kāi)，并且注水流量與從裂縫流出的流量保持平衡。

瞬時(shí)閉合壓力P_s也可以通過(guò)畫(huà)壓力-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)確定，在步驟S3中，開(kāi)啟水泵90向油管段20送水，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器80測(cè)量的應(yīng)力值開(kāi)始下降時(shí)，關(guān)閉水泵90。裂縫重新裂開(kāi)后，停泵的那一點(diǎn)作一條與上述關(guān)系曲線(xiàn)相切的直線(xiàn)，取直線(xiàn)離開(kāi)上述關(guān)系曲線(xiàn)的那一點(diǎn)為瞬時(shí)閉合壓力P_s，在上述壓力-時(shí)間關(guān)系曲線(xiàn)中，開(kāi)始時(shí)壓力下降速率較大并呈線(xiàn)性關(guān)系，之后壓力下降速率減小。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)采用上述的地層管線(xiàn)和上述地面管線(xiàn)時(shí)，在步驟S3中，判斷流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器80的水的應(yīng)力值，當(dāng)應(yīng)力值隨時(shí)間的變化率小于0.02Mpa/min時(shí)，打開(kāi)第一應(yīng)力傳感器80和水泵90之間的回流閥門(mén)，以將油井套管10中的水排出。當(dāng)流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器80的水的應(yīng)力值滿(mǎn)足上述優(yōu)選的參數(shù)范圍，即測(cè)試段內(nèi)的壓力趨于平穩(wěn)或不再有明顯下降時(shí)，通過(guò)回流閥門(mén)將地層管線(xiàn)中的水回流至地面管線(xiàn)中，能夠有效地縮短瞬時(shí)閉合壓力P_s階段的測(cè)試時(shí)間，從而有效地提高了油井套管10應(yīng)力的測(cè)試效率；且當(dāng)?shù)孛婀芫€(xiàn)包括回流管道170和上述回流容器180時(shí)，在步驟S3中，從射孔井段中排出的水可以直接流回回流容器180中，實(shí)現(xiàn)了水在地層管線(xiàn)和地面管線(xiàn)中的循環(huán)利用。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)采用上述的地層管線(xiàn)和上述地面管線(xiàn)時(shí)，獲得上述瞬時(shí)閉合壓力P_r的具體方法為：在步驟S3中，開(kāi)啟水泵90向油管段20送水，畫(huà)出流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器80的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，并對(duì)應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)作切線(xiàn)，切線(xiàn)的斜率開(kāi)始變化時(shí)的切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為破裂重張壓力P_r。

在完成步驟S3之后，執(zhí)行步驟S4：利用瞬時(shí)閉合壓力和破裂重張壓力進(jìn)行計(jì)算，得到射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin。在確定最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin的基礎(chǔ)上，能夠有效地確定淺層超稠油油藏的最佳注汽壓力，進(jìn)而能夠有效地提高注汽效率，降低蒸汽的熱損失。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)采用上述的地層管線(xiàn)和上述地面管線(xiàn)時(shí)，得到射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin的具體方法為：在步驟S4中，通過(guò)公式σ_Hmax＝3σ_Hmin-P_r-P_o得到最大水平主應(yīng)力σ_Hmax，并通過(guò)公式σ_Hmin＝P_s得到最小水平主應(yīng)力σ_Hmin，其中，P_o為P_o＝ρgH，其中ρ是水的密度；H為井底垂直深度；g為重力加速度。P_o為巖石的孔隙壓力，通常以測(cè)試段所處地下水位的靜水壓力作為巖石的孔隙壓力P_o。

當(dāng)選取的測(cè)試井段為多個(gè)，且各測(cè)試井段分別位于油藏蓋層、油層或油藏底層中時(shí)，測(cè)試方法還包括：在依次執(zhí)行步驟S1至步驟S4之后，重復(fù)執(zhí)行步驟S3至步驟S4。可以先將上述地層管線(xiàn)中的射孔管段50與地層最下面的測(cè)試井段對(duì)應(yīng)，在對(duì)該測(cè)試井段處的巖石應(yīng)力測(cè)試完畢后，將地層管線(xiàn)上提，以將射孔管段50對(duì)應(yīng)由下至上數(shù)的第二個(gè)測(cè)試井段，并對(duì)該測(cè)試井段處的巖石應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，該處應(yīng)力測(cè)試完畢后，再將地層管線(xiàn)上提，依此類(lèi)推，測(cè)得地層中所有測(cè)試井段處巖石的瞬時(shí)閉合壓力Ps和重張壓力Pr，再利用上述各測(cè)試井段處巖石的瞬時(shí)閉合壓力Ps和重張壓力Pr進(jìn)行計(jì)算，從而得到各射孔井段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin。利用上訴多個(gè)對(duì)應(yīng)于射孔井段的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax和最小水平主應(yīng)力σ_Hmin，能夠更為有效地對(duì)淺層超稠油油藏的最佳注汽壓力進(jìn)行確定，進(jìn)而能夠有效地提高注汽效率，降低蒸汽的熱損失。

在步驟S4的步驟之后，方法還可以包括：S5、將地層管線(xiàn)提出油井套管10。優(yōu)選地，在步驟S5中，將地層管線(xiàn)上提，以將第一封隔器40和第二封隔器60解封后靜置10min以上，再提出油井套管10。并且，在提管柱前必須進(jìn)行壓井作業(yè)，反循環(huán)洗壓井，壓井合格后，緩慢上提至封隔器解封，靜置10min以上后再上提管柱。上述方法能夠有效地防止由于上提地層管線(xiàn)過(guò)快導(dǎo)致的器件受損和水的泄露。

下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本申請(qǐng)?zhí)峁┑挠糜谟途坠艿膽?yīng)力測(cè)試方法。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法包括以下步驟：

1、測(cè)取新疆油田超稠油區(qū)塊某直井F1的地應(yīng)力，該井的油井套管垂深100m，根據(jù)該區(qū)塊取芯井巖芯編錄數(shù)據(jù)及工程設(shè)計(jì)要求，選取油藏蓋層(1段)、油層(3段)、底層(1段)共五個(gè)測(cè)試段，在這五個(gè)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的油井套管處進(jìn)行射孔，射孔采用YD-89射孔彈電纜射孔，射孔密度20孔/m，每個(gè)射孔段為0.5m。

2、射孔完成后，用Ф152mm×1000mm(直徑×長(zhǎng)度)通井規(guī)通井至人工井底。

3、用直徑為177.8mm刮壁器刮油井套管至人工井底，在測(cè)試段反復(fù)刮壁三次，確保試驗(yàn)段井壁光滑、管徑一致。

4、用直徑為73mm的油管段(型號(hào)為UP TGB)將其它井下測(cè)量設(shè)備送入油井套管中，如圖2所示地層管線(xiàn)自下而上的連接順序?yàn)椋旱诙?yīng)力傳感器、第二封隔器(型號(hào)為KCZ231/145×62-120/30)、盲堵板、射孔管段(長(zhǎng)度為1m，射孔密度為25孔/m)、直徑為73mm長(zhǎng)度為2.5m的油管短接(型號(hào)為UPTGB)、第一封隔器(型號(hào)為KCZ331/150×62-120/30)、 KCSLM8Z/145×62水力錨(型號(hào)為KCSLM8Z/145×62)、循環(huán)閥、直徑為73mm的油管段(型號(hào)為UP TGB)、自封封井器。

5、連接好地面管線(xiàn)：水泵入口連接上回流容器，出口段采用直徑為50.8mm的管線(xiàn)連接上第一閥門(mén)和第一流量計(jì)，然后接上三通，一邊連接直徑為50.8mm的管線(xiàn)并通過(guò)第一壓力傳感器連接于油井套管的井口，另一邊通過(guò)直徑為25.4mm的管線(xiàn)連接第二流量計(jì)與第二閥門(mén)，并與接回流容器連接，地面管線(xiàn)的連接關(guān)系如圖3所示。施工前，地面管線(xiàn)試壓10MPa，穩(wěn)壓10min，不刺不漏為合格，合格后進(jìn)行下一步驟。

6、將地層管線(xiàn)下入油井套管后，坐封第一封隔器，下放全部地層管線(xiàn)重量，然后投直徑為45mm的鋼球一枚，打壓關(guān)閉循環(huán)閥；油管段及油井套管灌滿(mǎn)液體，套管試壓合格后，打開(kāi)套管閘門(mén)，從油管打壓10MPa并保持壓力5min，壓降小于0.5MPa，則封隔器密封良好，關(guān)閉水泵后進(jìn)行下一步驟。

7、上提地層管線(xiàn)，坐封第一封隔器，并下放全部管柱重量，使第一封隔器和第二封隔器卡封在最下一段測(cè)試段，然后開(kāi)啟水泵向油管段中送水，以對(duì)測(cè)試段加壓，當(dāng)?shù)谝粦?yīng)力傳感器測(cè)量的應(yīng)力值開(kāi)始下降時(shí)，關(guān)閉水泵；畫(huà)出井底壓力隨時(shí)間的開(kāi)方的變化曲線(xiàn)，如圖3中的實(shí)線(xiàn)所示，縱坐標(biāo)為井底壓力BHP，其值等于油井套管的管口至射孔井段之間的水的重量產(chǎn)生的靜水壓力與流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值之和，單位為MPa，橫坐標(biāo)為關(guān)閉水泵后時(shí)間的開(kāi)方值sqrt(relative time)，單位為分鐘的開(kāi)方，上述變化曲線(xiàn)包括依次連接的第一直線(xiàn)段、曲線(xiàn)段和第二直線(xiàn)段，第一直線(xiàn)段的延伸線(xiàn)和第二直線(xiàn)段的延伸線(xiàn)的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為瞬時(shí)閉合壓力P_s，如圖4所示。

8、當(dāng)流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的水的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化率小于0.02Mpa/min時(shí)，打開(kāi)第一應(yīng)力傳感器和水泵之間的回流閥門(mén)，以將油井套管中的水排出；開(kāi)啟水泵向油管段送水，畫(huà)出流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)，并對(duì)上述變化曲線(xiàn)作切線(xiàn)，切線(xiàn)的斜率開(kāi)始變化時(shí)的切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值為破裂重張壓力P_r。

9、再重復(fù)執(zhí)行4次上述步驟8，以獲得5次測(cè)試中的破裂重張壓力P_r，在5次對(duì)破裂重張壓力P_r的測(cè)試中，流經(jīng)第一應(yīng)力傳感器的應(yīng)力值隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖5所示。

10、最下面一層測(cè)試層測(cè)試完成以后，上提地層管線(xiàn)解封第一封隔器和第二封隔器，再上提地層管線(xiàn)使第一封隔器和第二封隔器卡封在上一層測(cè)試層位置，按照步驟7至9測(cè)試這一層對(duì)應(yīng)位置處巖石的瞬時(shí)閉合壓力P_s和破裂重張壓力P_r。

11、由下至上的其它測(cè)試層依次采用步驟7、8測(cè)試其對(duì)應(yīng)位置處巖石的瞬時(shí)閉合壓力P_s和破裂重張壓力P_r。

12、通過(guò)公式σ_Hmax＝3σ_Hmin-P_r-P_o得到各測(cè)試段對(duì)應(yīng)巖石處的最大水平主應(yīng)力σ_Hmax，并通過(guò)公式σ_Hmin＝P_s得到各測(cè)試段對(duì)應(yīng)巖石處的最小水平主應(yīng)力σ_Hmin，其中，P_o為＝ρgH，ρ＝1.0g/cm³；H＝365.27m；g＝9.8m/s²。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果：本發(fā)明提供了一種用于油井套管的應(yīng)力測(cè)試方法，由于該測(cè)試方法通過(guò)將射孔管段通入流體，以對(duì)測(cè)試段進(jìn)行加壓，并對(duì)測(cè)試段對(duì)應(yīng)的巖石處的應(yīng)力值進(jìn)行測(cè)試，從而可以通過(guò)測(cè)試結(jié)果計(jì)算出測(cè)試段對(duì)應(yīng)位置處的巖石的最大主應(yīng)力值和最小水平主應(yīng)力值，并利用上述應(yīng)力值有效地對(duì)淺層超稠油油藏的最佳注汽壓力進(jìn)行確定，進(jìn)而能夠有效地提高注汽效率，降低蒸汽的熱損失。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。