本發(fā)明屬于天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層力學(xué)參數(shù)監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

目前，我國凍土區(qū)天然氣水合物儲層已開展多口鉆井的淺層勘探，獲得天然氣水合物儲層的厚度、深度等參數(shù)，同時主要通過溫度傳感器和壓力傳感器分別測量鉆井中的溫度和壓力分布情況。由于鉆井周期短，鉆進過程的擾動對于土層孔隙流體壓力和儲層力學(xué)參數(shù)的影響很大，再加上井口對于傳感器尺寸的要求，很難在鉆井過程中準(zhǔn)確地獲取淺層儲層的孔隙流體壓力演化、儲層土力學(xué)等參數(shù)。而這對天然氣水合物儲層開采和環(huán)境安全評價非常關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層力學(xué)參數(shù)監(jiān)測方法，充分利用凍土區(qū)天然氣水合物鉆探的井口，獲取已鉆井口區(qū)域的土層力學(xué)響應(yīng)的長期變化規(guī)律，進一步提高我國凍土區(qū)淺層天然氣水合物儲層開采的技術(shù)水平，增強環(huán)境效應(yīng)評價的實用性和科學(xué)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層力學(xué)參數(shù)監(jiān)測方法，包括以下步驟：

A.對裸眼井底進行水泥加固，井底周圍安裝防沙網(wǎng)；

B.制作橡皮筒結(jié)構(gòu)、可收縮、涂有防腐層的圓柱形囊體；

C.將圓柱形囊體放入裸眼井底，并在圓柱形囊體上安裝連接T形不銹鋼管道，T形不銹鋼管道上端兩個接口分別通過壓力計連接注液泵和抽液泵；

D.每隔6至12個月，通過抽液泵抽取圓柱形囊體內(nèi)的水，使圓柱形囊體收縮，土層與圓柱形囊體之間產(chǎn)生空腔，土層中孔隙流體進入空腔；

E.根據(jù)壓力計顯示的圓柱形囊體內(nèi)壓力和抽液泵抽取的圓柱形囊體的出水量，計算土層中孔隙流體壓力；

F.通過注液泵將水壓入圓柱形囊體，使圓柱形囊體側(cè)向擴張；

G.根據(jù)注液泵壓入水的量計算圓柱形囊體側(cè)向的體積膨脹量，再根據(jù)柱形孔擴張理論，計算土層的模量與強度；

H.多次重復(fù)步驟D至步驟G，得到凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層的力學(xué)和孔隙流體壓力參數(shù)的變化規(guī)律。

本發(fā)明采用與鉆孔同軸的管道，將圓柱形囊體與細不銹鋼管放入井底，然后對鉆孔進行填埋密封，然后每隔一定的時間，通過抽液泵抽取圓柱形囊體內(nèi)的水，使囊體收縮，土層與囊體之間產(chǎn)生空腔，土層中孔隙流體進入空腔，然后根據(jù)圓柱形囊體內(nèi)的壓力和囊體變形，計算孔隙流體壓力。通過注液泵將水壓入圓柱形囊體，使得沿著側(cè)向擴張，根據(jù)輸入水的量計算圓柱形空間側(cè)向的體積膨脹量，再根據(jù)柱形孔擴張理論，計算土層的模量與強度。本發(fā)明采用長期原位的巖土力學(xué)在線監(jiān)測技術(shù)，合理利用凍土區(qū)水合物鉆孔，得到了凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層的力學(xué)和孔隙流體壓力參數(shù)的變化規(guī)律，進一步提高了孔隙流體壓力和儲層力學(xué)測量的科學(xué)性、精確性和可靠性，提高了我國凍土區(qū)淺層天然氣水合物儲層開采的技術(shù)水平，增強環(huán)境效應(yīng)評價的實用性和科學(xué)性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明流程圖。

圖2為本發(fā)明應(yīng)用示意圖。

具體實施方式

實施例1：參見圖1、圖2，一種凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層力學(xué)參數(shù)監(jiān)測方法，包括以下步驟：

A.對裸眼井底進行水泥加固，井底周圍安裝防沙網(wǎng)；

B.制作橡皮筒結(jié)構(gòu)、可收縮、涂有防腐層的圓柱形囊體；

C.將圓柱形囊體放入裸眼井底，并在圓柱形囊體上安裝連接T形不銹鋼管道，T形不銹鋼管道上端兩個接口分別通過壓力計連接注液泵和抽液泵；

D.每隔6至12個月，通過抽液泵抽取圓柱形囊體內(nèi)的水，使圓柱形囊體收縮，土層與圓柱形囊體之間產(chǎn)生空腔，土層中孔隙流體進入空腔；

E.根據(jù)壓力計顯示的圓柱形囊體內(nèi)壓力和抽液泵抽取的圓柱形囊體的出水量，計算土層中孔隙流體壓力；

F.通過注液泵將水壓入圓柱形囊體，使圓柱形囊體側(cè)向擴張；

G.根據(jù)注液泵壓入水的量計算圓柱形囊體側(cè)向的體積膨脹量，再根據(jù)柱形孔擴張理論，計算土層的模量與強度；

H.多次重復(fù)步驟D至步驟G，得到凍土區(qū)天然氣水合物鉆孔的淺層土層的力學(xué)和孔隙流體壓力參數(shù)的變化規(guī)律。