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地质力学研究所水压致裂应力测量方法关键技术获美国发明专利授权

2022-06-21      来源:中国地质调查局网站     
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  中国地质调查局地质力学研究所陈群策研究员及其团队,基于大量的探索和实践,提出一种测定深孔水压致裂诱发破裂重张压力的方法,日前已获得美国发明专利授权(Method for accurately measuring reopening pressure of hydraulic fracturing induced fracture in deep borehole,专利号:US 11274543B2)。

  国际上,水压致裂地应力测量方法是被公认可直接测量深孔地应力的技术,在水电、矿山、隧道、能源及地球科学研究等领域得到了广泛应用,并被列入国内外多个行业技术规范。但随着测量深度的增加,该方法的测量精度和可靠性受到严重的影响,尤其是用于计算最大水平主应力的特征压力参数——重张压力,由于深孔测量系统柔度过大,其测量精度随测深的增加而显著下降,进而导致最大水平测量结果严重失真。重张压力“测不准”的问题已成为该技术领域的“痼疾”,长期未能得到有效解决,严重限制了水压致裂地应力测量方法对于深地科学探测和深部资源开发利用的技术支撑作用,也已成为国际上相关科技人员的研究热点。

  据了解,该发明结合3000米新型深孔水压致裂地应力测量系统结构,在井下水路转换开关内设置Downhole Shut-in(井下关闭)功能,在重张压裂循环中设置2~3个shut-in程序,并通过释放钻杆高压水体储能的新颖设计使诱发裂隙重张,避免了钻杆系统压力混入带来的柔度干扰,进而从根本上剔除系统柔度的影响,确保深孔水压致裂应力测量重张压力的可靠性。该专利为地质力学所首个国际发明专利,具有显著的创新价值和行业引领前景。

  下一步,地质力学所将加大该项技术的示范和推广力度,进一步提升技术成熟度,推动科技成果实现转移转化,为深部地应力探测做好技术储备。

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