一种进行压水、测压、抽水钻孔分段隔离的方法

摘要

本发明公开了一种进行压水、测压、抽水钻孔分段隔离的方法，把测试区段1的钻孔施工成倒圆台状，在测试区段安装形状与之对应的具有一定弹性的上、下分隔装置，然后通过钻杆施加压力压紧上、下分隔装置从而实现钻孔的分段隔离；该方法能实现任意测试区段与其它区段的隔离，隔离形成后可进行隔离区段对应地层的压水试验、流体压力测试、抽水试验；测试、试验完成后，可拉出上、下分隔装置实现回收。

说明书

技术领域

本发明涉及地质领域，具体涉及一种进行压水、测压、抽水钻孔分段隔离的方法。

背景技术

现有技术中利用钻孔揭露地层，再针对一定区段地层开展相应的压水试验、流体压力测试、抽水试验等，以获得测试区段地层相应的参数。地层成层状分布，每个层位之间的渗透性、孔隙压力、孔裂隙结构形态等存在差异。如想精确获得预设层位相应的参数，则必须设法把此层位与其它层位分隔开来，以防止开展相应的试验、测试时其它层位的干扰及影响。

目前常规钻孔为等径的圆柱状，如果想实现钻孔分段隔离，当前常用的方法是在钻孔内安装可体积变大的装置。此装置在体积较小的状态下下放至预定位置，然后采用相应的方法使得装置体积变大，以实现钻孔的分段隔离。目前常用的主要有三种方式：第一种，采用气囊进行隔离，先把未充气的气囊下放至预设位置，然后采用专门安装的管路对气囊充气，气囊鼓起后封堵隔离段钻孔空间，一般通过上下或前后两个气囊隔离出两气囊中间的一个试验、测试段，试验、测试结束气囊放气后可实现回收，此方式需专门安装一根对气囊充气的高压管路，需要与钻杆等同时下放，钻孔本身空间有限，管路下放极不方便，对于深孔管路容易被扯断，参见中国专利201910821076.3；第二种，如中国专利201911174604.7提供了一种进行钻孔中不同区段进行隔离方式，此方式需专门安装一根绳索，通过绳索的牵拉作用致使分隔装置直径变大，以起到隔离的作用，此方法同样存在绳索下放操作不方便，深孔时绳索易被缠绕、扯断；第三种，采用膨胀材料制备分隔装置，如中国专利202010250896.4，此方式利用安装在固定位置材料的膨胀作用实现钻孔中不同区段的分隔，但一旦分隔形成后，分隔的材料无法回收，并很难清除。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种进行压水、测压、抽水钻孔分段隔离的方法，其适用于强度高、结构稳定的岩性地层，原理简单，操作相对方便，对任意方位、倾角钻孔的测试区段对应任意地层层位的压水试验、流体压力测试、抽水试验具有应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种进行压水、测压、抽水钻孔分段隔离的方法，具体包括以下步骤：

1)、根据测试区段位置要求，将测试区段对应钻孔施工成倒圆台状；

2)、钻孔施工完成后，根据预设需要测试的分段层位所在位置的钻孔深度，反算分段层位上下端面钻孔的孔径；

3)、选择同样为倒圆台状的上分隔装置和下分隔装置分别对分段层位上下端面进行密封，上分隔装置和下分隔装置之间采用高强度的花管固定连接，花管上端穿过上分隔装置后连接钻杆并与钻杆内空间相通，花管为中空结构并且其位于上分隔装置和下分隔装置之间的部分开有若干通孔，通过钻杆对上分隔装置施加压力，从而把上分隔装置和下分隔装置稳定的安装在分段层位的上下端面，最终实现对测试区段的分隔；

4)、需要测试的分段层位形成后，通过钻杆内空间对试验、测试区段进行压水试验、流体压力测试和抽水试验；

5)、试验完成后，提拔钻杆，抽拔出上分隔装置和下分隔装置对其回收再使用，钻孔可恢复原状，根据测试需要再继续进行任意其它分段层位的试验、测试工作。

优选地，步骤1)中，将测试区段对应钻孔施工成倒圆台状的具体方法为：设测试区段位于深度H

优选地，步骤2)中反算分段层位上下端面钻孔的孔径的方法为：如分层层位位于孔深H

优选地，上分隔装置和下分隔装置选用具有一定弹性的橡胶制成并且两者上下的高度均为0.5m。

优选地，步骤3)中，上分隔装置下端外径分别为d

优选地，步骤3)中，花管采用钻杆代替，钻杆穿出上分隔装置后固定在下分隔装置上，上分隔装置同样与钻杆固定，钻杆处于上分隔装置和下分隔装置之间的部分外壁开有连通其内空间的通孔。

优选地，步骤4)中，开展相关试验、测试时，上分隔装置和下分隔装置通过钻机的夹持、施力作用，保持下放的长度不变，即保持上分隔装置和下分隔装置位置不变，以保证分隔的效果及试验、测试区段长度不变。

本发明的有益效果在于：本方法适用于强度高、结构稳定的岩性地层，其创造性的把测试区段钻孔施工成倒圆台状并采用对应形状的上分隔装置和下分隔装置分断隔离测试区段上下端，很好的实现了测试区段与其它区段的隔离，本方法原理简单，操作相对方便，对任意方位、倾角钻孔的测试区段对应任意地层层位的压水试验、流体压力测试、抽水试验均具有应用价值，试验完成后，也可拉出上分隔装置和下分隔装置，实现回收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的测试区段结构示意图；

图2为本发明实施例提供的上分隔装置、下分隔装置在分段层位的安装位置示意图。

附图标记说明：

1、测试区段；2、钻杆；3、上分隔装置；4、分段层位；5、花管；6、下分隔装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1、图2所示，一种进行压水、测压、抽水钻孔分段隔离的方法，具体包括以下步骤：

1)、根据测试区段1位置要求，将测试区段1对应钻孔施工成倒圆台状，其它非测试区段1施工成常规的圆柱状；具体方法为：设测试区段1位于深度H

2)、钻孔施工完成后，根据预设需要测试的分段层位4所在位置的钻孔深度，反算分段层位4上下端面钻孔的孔径；具体反算方法为：如分层层位位于孔深H

3)、选择同样为倒圆台状的上分隔装置3和下分隔装置6分别对分段层位4上下端面进行密封，上分隔装置3和下分隔装置6选用具有一定弹性的橡胶制成并且两者上下的高度均为0.5m，上分隔装置3下端外径分别为d

钻杆2下放长度H1’-0.5m，钻杆2下放至后期由于采用橡胶制成的上、下分隔装置6外径略大于钻孔孔径，则需通过钻杆2向上、下分隔装置6额外施加压力，保证钻杆2的下放长度；下放完成后，上、下分隔装置6在孔深H2’、H1’处把钻孔进行了分隔，钻孔H1’至H2’段形成了与其它层位分离的测试、试验区段；

4)、需要测试的分段层位4形成后，通过钻杆2内空间对测试、试验区段进行压水试验、流体压力测试和抽水试验；开展相关试验、测试时，上分隔装置3和下分隔装置6通过钻机的夹持、施力作用，保持下放的长度不变，即保持上分隔装置3和下分隔装置6位置不变，以保证分隔的效果及试验、测试区段1长度不变

5)、试验完成后，提拔钻杆2，抽拔出上分隔装置3和下分隔装置6对其回收再使用，钻孔可恢复原状，根据测试需要再继续进行任意其它分段层位4的试验、测试工作

实施例2

步骤3)中，采用钻杆2代替花管5，钻杆2穿出上分隔装置3后固定在下分隔装置6上，上分隔装置3同样与钻杆2固定，钻杆2处于上分隔装置3和下分隔装置6之间的部分外壁开有连通其内空间的通孔，其他步骤与实施例1相同。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。