CN107787392B

CN107787392B - 井测试

Info

Publication number: CN107787392B
Application number: CN201680037246.3A
Authority: CN
Inventors: 艾曼·拉贾·阿勒-纳赫利; 哈泽姆·侯赛因·阿巴斯; 米拉朱丁·利阿祖丁·坎
Original assignee: Saudi Arabian Oil Co
Current assignee: Saudi Arabian Oil Co
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2036-06-08
Also published as: WO2016209623A1; US20160376884A1; CA2990160A1; US10030492B2; CN107787392A; EP3314088A1; CA2990160C

Abstract

用于井测试的技术包括将一定量的化学材料提供至井眼(14)中的位置(40)；使化学材料反应以在井眼中的该位置处产生放热化学反应；和通过放热化学反应使地层破裂。

Description

井测试

优先权申明

本申请要求2015年6月25日提交的标题为“井测试”的美国临时专利申请号62/184,415的优先权，该美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及用于测试井的方法和系统。

背景

井测试是用于油气田开发的勘探和规划的工具。井测试能够提供广泛的储层信息，诸如井产能、渗透性、压力、地层损害和排水面积。此外，井测试期间储层流体的采样能够提供用于设计与储层开发有关的井和地面设施的信息。为了获得该信息，在常规储层中液面降低(drawdown)和建立(build-up)井测试是常见的。液面降低和建立测试包括钻井眼并关井一段时间以允许建立井眼压力。在建立足够的压力之后，可以生产用于测试目的的烃流体。可以测量地面参数，诸如井口压力和温度、分离器条件，砂存在和流体的初步表征(例如，油比重、气比重和水盐度)。可以使用井下压力和温度计在液面降低和建立阶段进行测量井下压力和温度。

概述

本公开描述了通过产生井下化学反应进行井测试的方法和系统的实施方案。在一些实施方案中，将化学品或多个化学品或者两种以上化学品的混合物提供至井眼中的特定位置。井眼中的特定位置(其可以是开放的或套管的)与含烃地层相邻。在一些方面，含烃地层是非常规的储层，因为在没有完成完井操作(例如第二次或第三次)的情况下地层不显示烃流动。在一些方面，化学品或化学品混合物在特定位置处反应以产生释放热量和加压的流体(例如加压的气体)的放热化学反应。加压流体产生在地层中形成裂缝的压力脉冲。然后，烃流体能够通过裂缝流入井眼用于分析。

在示例性的一般实施方案中，井测试方法包括将一定量的化学材料提供至井眼中的位置；使化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应；并通过放热化学反应使地层破裂。

可与一般实施方案组合的第一方面还包括通过放热化学反应产生压力脉冲以使地层破裂。

在可与任何前述方面组合的第二方面，化学材料包括铵材料和亚硝酸盐材料。

在可与任何前述方面组合的第三方面，铵材料包括氯化铵、溴化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵或氢氧化铵中的至少一种。

在可与任何前述方面组合的第四方面，亚硝酸盐材料包括亚硝酸钠、亚硝酸钾或次氯酸钠中的至少一种。

在可与任何前述方面组合的第五方面，化学材料包括尿素与次氯酸钠、尿素与亚硝酸钠、氢氧化铵与次氯酸钠或氯化铵与亚硝酸钠的组合。

可与任何前述方面组合的第六方面还包括将烃流体从地层生产至井眼；以及基于生产的烃流体确定至少一个井参数。

在可与任何前述方面组合的第七方面，井参数包括井口压力、井口温度、砂存在、油比重、气比重或水盐度中的至少一种。

在可与任何前述方面组合的第八方面，压力脉冲包括大于地层的破裂压力的压力大小。

可与任何前述方面组合的第九方面还包括基于地层的破裂压力来确定化学材料的体积百分比或化学材料的浓度中的至少一个。

可与任何前述方面组合的第十方面还包括在将所述量的化学材料提供至井眼中的所述位置之前冷却井眼中的所述位置。

在可与任何前述方面组合的第十一方面，井眼中的位置包括使冷却流体循环到井眼中，所述冷却流体具有小于放热化学反应的引发温度的温度。

在可与任何前述方面组合的第十二方面，冷却流体包括盐水。

可与任何前述方面组合的第十三方面还包括使冷却流体循环到井眼中直到井眼中的所述位置处的温度低于所述位置处的指定温度。

在可与任何前述方面组合的第十四方面，使化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应包括当所述位置处的温度上升到放热化学反应的引发温度时使化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应。

在可与任何前述方面组合的第十五方面，化学材料包括还原剂和氧化剂。

在可与任何前述方面组合的第十六方面，使化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应包括用热使还原剂和氧化剂反应以产生放热化学反应。

可与任何前述方面组合的第十七方面还包括在井眼中将还原剂和氧化剂混合在一起。

在可与任何前述方面组合的第十八方面，放热化学反应是

其中NH₄Cl是氯化铵，NaNO₂是亚硝酸钠，N2是氮气，NaCl是氯化钠，且H₂O是水，并且在热和氢离子的存在下使氯化铵和亚硝酸钠反应。

可与任何前述方面组合的第十九方面还包括用氮气产生压力脉冲以使地层破裂。

在可与任何前述方面组合的第二十方面，氯化铵包括2.5-10摩尔浓度的氯化铵，并且亚硝酸钠包括2.5-10摩尔浓度的亚硝酸钠。

在可与任何前述方面组合的第二十一方面，氮气包括50％体积的在988磅/平方英寸(psi)和16,600psi之间的氮气。

在可与任何前述方面组合的第二十二方面，放热化学反应包括引发pH水平，所述方法还包括在将所述量的化学材料提供至井眼中的所述位置之后将井眼中的所述位置处的pH调节至引发pH水平。

在可与任何前述方面组合的第二十三方面，在将所述量的化学材料提供至井眼中的所述位置之后将井眼中的所述位置处的pH调节至引发pH水平包括将井眼中的所述位置处的pH降低至引发pH水平。

在可与任何前述方面组合的第二十四方面，在将所述量的化学材料提供至井眼中的所述位置之后将井眼中的所述位置处的pH调节至引发pH水平包括将酸注入井眼中至井眼中的所述位置。

在另一个一般实施方案中，井测试系统包括：递送系统，所述递送系统与井眼中的位置流体连通，所述井眼中的位置与地下区域的含烃地层相邻；以及控制系统，所述控制系统可通信地耦合至所述递送系统，并且可操作以控制所述递送系统以将一定量的化学材料提供至井眼中的所述位置，其中所述化学材料是可反应的以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应以通过放热化学反应使地层破裂。

在可与一般实施方案组合的第一方面，放热化学反应产生压力脉冲以使地层破裂。

可与任何前述方面组合的第六方面还包括生产系统以将烃流体从地层通过裂缝并且至井眼生产，并且其中控制系统是可操作的以基于生产的烃流体确定至少一个井参数。

在可与任何前述方面组合的第九方面，控制系统是可操作的以基于地层的破裂压力来确定化学材料的体积百分比或化学材料的浓度中的至少一个。

在可与任何前述方面组合的第十方面，控制系统是可操作的以控制递送系统以将冷却流体提供至井眼中，所述冷却流体具有小于放热化学反应的引发温度的温度。

在可与任何前述方面组合的第十一方面，冷却流体包括盐水。

在可与任何前述方面组合的第十二方面，控制系统是可操作的以控制递送系统以将冷却流体提供至井眼中直到井眼中的所述位置处的温度低于所述位置处的指定温度。

在可与任何前述方面组合的第十三方面，当所述位置处的温度上升到放热化学反应的引发温度时化学材料进行反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应。

在可与任何前述方面组合的第十四方面，化学材料包括还原剂和氧化剂。

在可与任何前述方面组合的第十五方面，用热将还原剂和氧化剂化合以产生放热化学反应。

在可与任何前述方面组合的第十六方面，控制系统是可操作的以控制递送系统以将还原剂和氧化剂分离地提供至井眼中。

在可与任何前述方面组合的第十七方面，放热化学反应是

其中NH₄Cl是氯化铵，NaNO₂是亚硝酸钠，N₂是氮气，NaCl是氯化钠，且H₂O是水，并且在热和氢离子的存在下使氯化铵和亚硝酸钠反应。

在可与任何前述方面组合的第十八方面，氮气产生压力脉冲以使地层破裂。

在可与任何前述方面组合的第十九方面，氯化铵包括2.5-10摩尔浓度的氯化铵，并且亚硝酸钠包括2.5-10摩尔浓度的亚硝酸钠。

在可与任何前述方面组合的第二十方面，氮气包括50％体积的在988磅/平方英寸(psi)和16,600psi之间的氮气。

在可与任何前述方面组合的第二十一方面，放热化学反应包括引发pH水平，并且控制系统还是可操作的以控制递送系统以将pH降低剂提供至井眼中的所述位置以将化学材料的pH降低至引发pH水平。

在可与任何前述方面组合的第二十二方面，pH降低剂包括酸。

根据本公开的用于井测试的方法和系统的实施方案可以包括以下特征中的一种或多种。例如，与液面降低和建立测试方法相比，可以更快地测试非常规的或致密的储层，因为测试能够在不需要可能花费大量时间（例如数周或数月)的建立过程的情况下进行。而且，在不展现烃流动的非常规的或致密的储层中，所公开的方法和系统可以在不需要完整或完全的水力压裂操作的情况下产生流动。作为另一个实例，所公开的方法和系统可以提供井测试信息，从而可以更好地确定关于完井的进一步决定（例如，水力压裂)。作为又一个实例，所公开的方法和系统可以允许钻出评价井并且在不需要进行进一步的通常以高成本进行的介入(intervention)或完井程序的情况下提供井信息。

本公开中描述的主题的一个或多个实施方案的细节在以下附图和描述中给出。根据描述、附图和权利要求，主题的其它特征、方面和优点将会是显而易见的。

附图的简要说明

图1-2是通过产生井下化学反应来测试井的井系统的示意图。

图3是示出通过产生井下化学反应来测试井的示例性方法的流程图。

图4是在经过井下化学反应的井测试期间的温度与时间之间的关系的图解说明。

图5是在经过井下化学反应的井测试期间的温度与pH之间的关系的图解说明。

图6是在经过井下化学反应的井测试期间使用的压力与化学材料的体积和浓度之间的关系的图解说明。

图7是通过产生井下化学反应来测试井的井系统的示例性控制器的示意图。

发明的详细描述

图1-2是通过产生井下化学反应来测试井的井系统10的示意图。在一些实施方案中，井下化学反应可以通过将化学材料（例如，两种以上化学组分)提供至与生产性地质地层相邻的井眼中的特定位置来引发。化学反应可以是放热的，并且释放例如热量和加压的气体。作为压力脉冲释放的加压的气体可以引起地层破裂。可以从破裂的地层中生产烃流体(例如，油或气或两者)。在该实例中，图1显示了在引发化学反应之前的井系统10，而图2显示了在完成化学反应之后的井系统10。

示例性井系统10包括从地表面20到地下区域24形成（例如，钻出)的井眼14。在该实例中，井眼14是具有地面套管16的裸眼(open hole)完井构造。此外，虽然显示为具有垂直、弧型和水平部分的斜井眼14，但是井眼14可以是垂直井眼、横向井眼或其它类型的定向井眼。如所显示的，将称为套管16的一类生产油管粘合(或以其它方式放置)在井眼14中并且在地面20处偶接到井口18。套管16仅延伸穿过井眼14的垂直部分。井眼14的其余部分是完全裸眼的（例如，不具有套管)。然而，在一些备选实施方案中，在不脱离本公开的范围的情况下，在井眼14中可以放置一个或多个套管。

生产油管柱22从井口18延伸，穿过井眼14并进入地下区域24。油管柱22能够采取许多形式，例如作为地下区域24与井口18之间的连续油管柱22，作为用从衬管悬挂器延伸到井口18的回接衬管在衬管悬挂器处偶接至套管16的一段生产衬管，或者其他构造。生产封隔器26密封油管柱22和套管16之间的环状空间32。可以沿着油管柱22提供额外的封隔器26，以密封井眼壁和油管柱22之间的环状空间32。油管柱22工作于递送流体（例如，化学品，其用于化学材料以产生反应)以及在地下区域24和地面20之间产生流体(例如，油、气和其它流体)。

在该实施方案中，井系统10包括递送系统28(示意性示出)和控制系统30(也示意性示出)。递送系统28流体偶接到油管柱22，并且包括例如一个或多个泵、一个或多个阀、一个或多个罐或其它流体储存设备以及其它必要的液压递送设备以通过油管柱22、环状空间32或二者将一种或多种流体从地表面20递送（例如，循环)到地下区域24。此外，递送系统28能够通过油管柱22、环状空间32或二者将一种或多种流体从地下区域24生产（例如，循环)到地表面20。

控制系统30可通信地（例如，无线地或有线地)耦合到递送系统28，以控制递送系统28的组件的操作。例如，控制系统30可以耦合到泵马达、阀驱动装置和其它递送设备以操作这样的设备。例如，控制系统30可以基于来自操作员或预定控制方案（例如，编码在计算机可读介质上的指令中)的命令打开、关闭和调节一个或多个泵。控制系统30可以基于来自操作员或预定控制方案的命令打开、关闭和调节一个或多个阀。

在示例性实施方案中，控制系统30可以机械地、电力地、机电地、液压地或气动地操作。在其它示例性实施方案中，控制系统30可以是基于微处理器的电子控制系统。

在一些实施方案中，地下区域24代表非常规的或致密的储层，诸如致密的砂岩或页岩。非常规的储层可以在钻井期间展现烃流体的流动，但是在井测试期间不展现烃流体的流动（例如，从岩石到井眼14)。因此，为了在非常规的储层中对井眼14进行常规测试(用于生产)，将井系统10闭井一段时间（例如，数周、数月或更长时间)。在关闭期间，井眼压力可以升高，最终驱使烃生产流通过井眼14并且至地面20以测试或评价井。备选地，井系统可以通过水力压裂地下区域24来进行常规测试。然而，水力压裂操作也是昂贵且耗时的。只有在关闭或水力压裂操作后，才能够对非常规储层中形成的许多井进行常规测试。

图3是示出通过产生井下化学反应来测试井的示例性方法300的流程图。在一些实施方案中，方法300可以通过或采用图1-2中显示的井系统10进行。参照图1-3，方法300可以从步骤302开始，该步骤302包括调节井眼中的位置处的温度。例如，在井系统10中，井眼14的位置40可以在两个封隔器26之间，这产生了环状空间32的流体隔离部分。井眼14的该位置可以是对地层24开放的或是套管的(并且大概是穿孔的)。

在该示例性实施方案中，调节井眼14的温度可以包括冷却位置40处的井眼14(和环状空间32)，以便随后的化学反应不会太快引发或者在需要之前引发。例如，在一些方面，化学反应可以基于例如产生化学反应的化学组分的特定组合而具有特定的引发温度。要是引发温度低于位置40处的井眼温度，则可以将井眼14冷却至低于引发温度的温度。

在一些实施方案中，井眼14(和环状空间32)的温度通过经由递送系统28、经过油管柱22并且到达井眼14的位置40递送（例如，泵送)冷却流体(喷射流42)而冷却。在一个示例性方面，冷却流体42是盐水或其它含水液体，诸如来自地下区域24(或其它地下位置)的地层水或采出水。一旦井眼14低于指定温度(或处于另一个所需温度)，则可以停止冷却流体42的递送。

方法300可以在步骤304继续，该步骤304包括将一定量的化学材料提供至井眼中的位置。例如，如图1所示，化学材料(箭头34)通过递送系统28经由油管柱22循环到位置40。在一些方面，化学材料34可以是两种以上化学品（例如，液体、半固体、固体、凝胶、气体或它们的组合)的组合，所述两种以上化学品在地表面20处、在管柱22中或在环状空间32中混合在一起。因此，可以将化学材料34以其分离的成分或作为混合物提供至位置40。

在一些方面，化学材料34组合了还原剂和氧化剂。示例性还原剂是铵化合物，诸如例如氯化铵、溴化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵和氢氧化铵。示例性氧化剂是亚硝酸盐化合物，诸如例如亚硝酸钠、亚硝酸钾、次氯酸钠。在化学材料34的具体实例中，组合氯化铵和亚硝酸钠以形成化学材料34(参照步骤308和图4-6进行更详细的讨论)。其它实例包括尿素与次氯酸钠，尿素与亚硝酸钠，氢氧化铵与次氯酸钠。

方法300可以在步骤306继续，该步骤306包括调节井眼中的位置处的pH水平。例如，在一些方面，化学混合物34可以具有指定的pH引发水平。因此，化学混合物34可以在不产生化学反应的情况下保持在井眼14中，直到位置40处的井眼pH水平达到pH引发水平。在一些方面，调节pH水平包括通过油管柱22将pH降低剂44（例如，液体)递送（例如，利用递送系统28)到井眼14中。pH降低剂44可以是酸。

方法300可以在步骤308继续，该步骤308包括使化学材料反应以在井眼中的位置处产生放热反应。例如，当化学材料34达到其引发温度或达到其引发pH水平或两者时，化学材料34反应以形成放热化学反应。在一些方面，化学温度34可以在未完成步骤302的情况下，在被递送到位置40之后的一段时间内达到其起始温度。例如，冷却以调节位置40处的井眼14的温度可以不是必须的，并且化学材料34可以由于比初始化学材料温度更高的井眼温度而被加热到引发温度之后反应。此外，在被递送到位置时化学材料34可以处于pH引发水平，因此不需要完成步骤306。

在任何情况下，一旦所有反应条件（例如，温度和pH)都已满足，化学材料34进行反应以产生放热反应，其在井眼14中的位置40处输出加压的气体和热量。在具体实例中，氯化铵和亚硝酸钠根据以下反应进行反应：

反应式1

其中NH₄Cl是氯化铵，NaNO₂是亚硝酸钠，N₂是氮气，NaCl是氯化钠，且H₂O是水。根据反应式1，氯化铵和亚硝酸钠在热(在井眼14中)、氢离子或两者的存在下反应。在该实例中，三摩尔的每种反应物(氯化铵和亚硝酸钠)由该反应产生400标准立方英尺(scf)的氮气，并且每桶化学材料34产生137,000英热单位(btu)。在一些方面，热量(例如，高于特定的引发温度)可以是使氯化铵与亚硝酸钠反应所需的全部。在一些方面，来自酸（例如，乙酸)的氢离子可以是使氯化铵和亚硝酸钠反应所需的全部。

方法300可以在步骤310继续，该步骤310包括通过放热化学反应产生压力脉冲。例如，压力脉冲(箭头38)由加压的气体(诸如根据反应式1产生的氮气)的输出而产生。在一些方面，压力脉冲的大小至少部分地基于地下区域24中的地层的破裂压力来指定。破裂压力或压裂压力通常是地层的层内应力(in-situ stress)和地层的抗拉强度之和，并且表示地层破裂并允许烃流体从地层流出时的压力。

方法300可以在步骤312继续，该步骤312包括用压力脉冲将地层压裂。例如，如图2所示，地下区域24基于压力脉冲38（例如，加压的氮气)形成裂缝36。每个裂缝36可以代表地下区域24的地层中的裂缝或裂隙，烃流体可以通过该裂缝或裂隙流入环状空间32。

方法300可以在步骤314继续，该步骤314包括将烃流体从地层生产至井眼。如图2所示，例如，烃流体46可以流入井眼14中，并且通过形成的裂缝36从地下区域24流入油管柱22(如图所示，或者环状空间32)。在一些方面，递送系统28(或其它生产系统)可以将烃流体46产生到地表面20以供分析。

方法300可以在步骤316继续，该步骤316包括基于所产生的烃流体确定至少一个井参数。例如，当烃流体46产生到地表面20时，可以分析流体46以确定一个或多个性质，诸如井产能、渗透性、压力、地层损害(表皮)、排水面积，井口压力温度、分离器条件、砂存在和流体的初步表征（例如，油比重、气比重和水盐度)。在一些方面，通过确定一个或多个这样的参数，井操作员可以作出进一步的决定。这样的决定包括，作为一些实例，是否执行小型或完全的水力压裂操作，是否钻出另外的测试井或评估井，或者是否放弃油气田。

图4是在经过井下化学反应的井测试期间压力/温度与时间之间的关系的图解说明400。更具体地，图400显示了在包括井下化学反应的井测试(诸如参照图1-3所描述的那些)期间，井眼中的特定位置处的井眼压力和井眼温度如何改变。如图所示，图400包括以摄氏度(℃)表示的井眼温度的第一y轴402，以磅/平方英寸(psi)表示的井眼压力差值的第二y轴406，和以小时(hrs)表示的x轴404。井眼压力差值表示在井下化学反应之前的特定位置处的井眼压力与井下化学反应之后的井眼压力之间的井眼压力差。

如图所示，温度曲线408表示井眼温度，其在约90℃保持稳定，直到在点412之前。在点412之前(其中温度从约90℃开始下降)，将化学材料注射到井眼中的特定位置。由于化学材料吸收井眼中的能量(例如，热量)，井眼温度从注射点(点412之前)下降到曲线408上的点412。在该实例中，化学材料是氯化铵和亚硝酸钠的混合物，其反应由反应式1规定。压力曲线410表示井眼压力差值，其在约0psi处保持稳定(即，当前井眼压力不显著改变(其大于0psi))，直到点414之前，其代表化学反应的引发。

在点412，化学材料进行反应以产生由反应式1规定的放热化学反应。当曲线410在点414之后垂直移动时，在温度随后开始增加之前，温度曲线408仍然下降到点412。在此期间，放热化学反应可以处于“失控”状态，并且在将反应热传递以增加井眼温度之前向自身提供能量。在一些方面，曲线410的该垂直部分表示在达到地层的破裂压力或压裂压力之前，提升井眼对地质地层的压力。

如进一步所示，曲线410在3,000和3,500psi之间(从图400估算)开始偏离垂直方向。在一些方面，这种从垂直方向的偏离表示这样的压力：在此压力处由放热化学反应产生的压力超过地层的破裂压力或压裂压力。来自放热化学反应的热量也导致井眼温度从412开始升高。

如图4所示，温度曲线408在约0.1小时内猛增至约110℃的峰418。压力曲线410也在约0.1小时内猛增至约11,000psi的峰416。因此，如图所示，放热化学反应在井眼中迅速产生热量和增加的压力。特别地，井眼压力的数量级增加，并且足以产生如前所述的压力脉冲。

图5是在经过井下化学反应的井测试期间温度与pH之间的关系的图解说明500。更具体地，图500显示了井眼中的特定位置处的pH变化如何能够触发化学材料进行反应，诸如参照图1-3(和步骤306)所描述的那些。如图所示，图500包括以华氏度(°F)表示的反应触发温度的y轴502和井眼中的特定位置处的pH的x轴504。在该实例中，化学材料是氯化铵和亚硝酸钠的混合物，其反应在500psi的压力下由反应式1规定。如图所示，曲线506表示基于井眼中的化学材料的pH水平的反应触发温度(即，化学材料将在其中产生放热化学反应的井眼温度)之间的关系。因此，如图所示，在该实例中，pH大于9的化学物质可以根本不反应。然而，在小于10的pH水平下，化学材料在如图500上估计的约188°F的引发温度下(在9pH)反应。因此，在方法300的步骤306中，调节位置处的pH水平可以包括，参照图5的实例，将pH从大于9降低至不超过9以在步骤308中引发化学反应。

图6是在经过井下化学反应的井测试期间使用的压力与化学材料的体积和浓度之间的关系的图解说明600。例如，如前面所讨论的，化学材料的浓度(例如，摩尔浓度)以及化学材料的体积(例如，递送到井眼中的化学材料的桶的数量)能够影响由化学材料的放热化学反应产生的压力脉冲的大小。如图所示，图600包括以psi表示的产生的压力脉冲的大小的y轴602和以百分比(％)表示的化学材料的体积的x轴604。该实例中的体积百分比表示反应物溶液(即，化学材料)的体积与反应器的总体积(即，其中化学材料进行反应的体积)的比率。在该实例中，化学材料是氯化铵和亚硝酸钠的混合物，其反应由反应式1规定。

图600包括代表不同摩尔浓度的氯化铵和亚硝酸钠混合物的若干曲线。曲线606代表在约25％至100％之间的体积百分比范围内的2.5摩尔浓度的化学材料。曲线618代表在约25％至100％之间的体积百分比范围内的7摩尔浓度的化学材料。曲线624代表在约25％至100％之间的体积百分比范围内的10摩尔浓度的化学材料。

如图6所示，产生的压力脉冲的大小随着化学材料的体积百分比的增加以及化学材料的摩尔浓度的增加而增加。在该图600中，体积百分比表示与反应物容器的总体积（例如，反应物化学品分布其中的井眼的总体积)相比，含有反应物化学品（例如，氯化铵和亚硝酸钠)的溶液的体积。

关于由体积百分比增加引起的压力脉冲大小的增加，点608、610、612、614和616位于曲线606上并且分别表示约25％、50％、75％、90％和100％的体积百分比。如图所示，每个依序的点608至616表示增加的压力脉冲大小，从点608处约小于1,000psi到点616处约20,000psi(从图600估计)。

关于由摩尔浓度增加引起的压力脉冲大小的增加，点610、620和626分别位于曲线606、618和624上，并且表示在约50％的相同体积百分比处不同摩尔浓度的化学材料。如图所示，在相同的体积百分比处，每个依序的点610、620和626表示增加的压力脉冲大小，从点610处的988psi到点626处的16,600psi。

图7是用于确定一个或多个岩石力学性质的测试设备的示例性控制器700的图解说明。例如，控制器700能够用于之前描述的操作，例如作为控制系统30或本公开中描述的其它控制器或者作为其一部分。例如，控制器700可以与本公开中描述的运载工具发动机和车载燃料分离系统中的一个或两者可通信地耦合或者作为其一部分。

控制器700旨在包括作为运载工具一部分的各种形式的数字计算机，诸如印刷电路板(PCB)、处理器或数字电路。另外，所述系统能够包括便携式存储介质，诸如通用串行总线(USB)闪存驱动器。例如，USB闪存驱动器可以存储操作系统和其它应用。USB闪存驱动器可以包括输入/输出组件，诸如可以插入另一个计算设备的USB端口的无线发射器或USB连接器。

控制器700包括处理器710，存储器720，存储设备730和输入/输出设备740。组件710、720、730和740中的每一个使用系统总线750互连。处理器710能够处理用于在控制器700内执行的指令。可以使用多种体系结构中的任一种来设计处理器。例如，处理器710可以是CISC(复杂指令集计算机)处理器，RISC(精简指令集计算机)处理器或MISC(最小指令集计算机)处理器。

在一个实施方案中，处理器710是单线程处理器。在另一个实施方案中，处理器710是多线程处理器。处理器710能够处理存储在存储器720中或存储设备730上的指令，以在输入/输出设备740上显示用于用户界面的图形信息。

存储器720存储控制器700内的信息。在一个实施方案中，存储器720是计算机可读介质。在一个实施方案中，存储器720是易失性存储单元。在另一个实施方案中，存储器720是非易失性存储单元。

存储设备730能够为控制器700提供大容量存储。在一个实施方案中，存储设备730是计算机可读介质。在各种不同的实施方案中，存储设备730可以是软盘设备，硬盘设备，光盘设备或磁带设备。

输入/输出设备740为控制器700提供输入/输出操作。在一个实施方案中，输入/输出设备740包括键盘或点击设备或两者。在另一个实施方案中，输入/输出设备740包括用于显示图形用户界面的显示单元。

所描述的特征能够在数字电子电路中实现，或者在计算机硬件、固件、软件或其组合中实现。该装置能够在有形地体现在信息载体中的计算机程序产品中实现，例如在由可编程处理器执行的机器可读存储设备中实现；并且方法步骤能够由执行指令程序的可编程处理器执行，以通过操作输入数据并生成输出来进行所描述的实施方案的功能。所描述的特征能够在可编程系统上可执行的一个或多个计算机程序中有利地实现，所述可编程系统包括至少一个可编程处理器，所述至少一个可编程处理器被耦合以从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并且将数据和指令传送至它们。计算机程序是一组指令，其能够直接或间接地用于计算机中以执行某种活动或产生某种结果。计算机程序能够以任何形式的编程语言(包括编译型语言或解释型语言)编写，并且其能够以任何形式进行部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子程序或适合用于计算环境中的其它单元。

举例来说，用于执行指令程序的合适的处理器包括通用和专用微处理器以及任何种类的计算机的单一处理器或多个处理器之一。通常，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或二者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器。通常，计算机还将包括一个或多个用于存储数据文件的大容量存储设备，或者可操作地耦合以与其通信；这样的设备包括磁盘(诸如内部硬盘和可移动磁盘)；磁光盘；和光盘。适于有形地体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储设备(诸如EPROM、EEPROM和闪存设备)；磁盘(诸如内部硬盘和可移动磁盘)；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器能够由ASIC(专用集成电路)补充或者并入其中。

为了提供与用户的交互，可以在这样的计算机上实现这些特征，所述计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(诸如CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)，以及键盘和指点设备(诸如鼠标和轨迹球)，用户可以通过其向计算机提供输入。另外，这些活动能够通过触摸屏平板显示器和其它适当的机制来实现。

这些特征能够在这样的控制系统中实现，所述控制系统包括后端组件(诸如数据服务器)，或者包括中间件组件(诸如应用服务器或因特网服务器)，或者包括前端组件(诸如具有图形用户界面或因特网浏览器的客户端计算机)，或者它们的任意组合。系统的组件能够通过数字数据通信的任何形式或介质(诸如通信网络)来连接。通信网络的实例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，对等网络(具有专门(ad-hoc)或静态成员)，网格计算基础设施和因特网。

虽然本说明书含有许多具体的实施细节，但是这些不应该被解释为对任何发明或者可以要求保护的范围的限制，而是作为特定于特定发明的特定实施方案的特征的描述。在本说明书中在独立实施方案的情况中描述的某些特征也能够在单个实施方案中组合地实现。相反地，在单个实施方案的情况中描述的各种特征也能够独立地或以任何合适的子组合在多个实施方案中实现。此外，虽然特征可以先前被描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在一些情况下从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合的子组合或变型。

类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应被理解为要求以所显示的特定顺序或以顺序次序进行这样的操作或者要求进行所有显示的操作以实现期望结果。在某些情况下，多任务和并行处理可以是有利的。此外，在先前描述的实施方案中的各种系统组件的分离不应该被理解为在所有实施方案中都需要这样的分离，并且应该理解的是所描述的程序组件和系统通常能够一起集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。

已经描述了许多实施方案。然而，应将理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可以进行各种修改。例如，本公开中描述的示例性操作、方法或过程可以包括比所描述的那些更多的步骤或更少的步骤。此外，在所述示例性操作、方法或过程中的步骤可以以不同于附图中所描述或显示的顺序进行。因此，其它实施方案在以下权利要求的范围内。

Claims

1.一种井测试方法，其包括：

分别将两种以上的化学材料提供至井眼中的位置，所述井眼包括未完井的井眼，所述未完井的井眼在没有完成完井操作的情况下没有烃流动；

在将所述化学材料提供至井眼中的所述位置之前，冷却井眼中的所述位置，使得在井眼中的所述位置处的温度低于由所述化学材料的组合产生的放热化学反应的引发温度，其中冷却井眼中的所述位置包括使冷却流体循环到井眼中，并且所述冷却流体包括盐水或来自地下区域的水；

在所述井眼中，将所述两种以上的化学材料组合；

基于上升到至少所述组合的化学材料的引发温度的在所述位置处的所述井眼的温度，使所述组合的化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生所述放热化学反应；和

通过所述放热化学反应使地层破裂。

2.根据权利要求1所述的井测试方法，其还包括：

通过所述放热化学反应产生压力脉冲以使地层破裂。

3.根据权利要求1所述的井测试方法，其中所述化学材料包括铵材料和亚硝酸盐材料。

4.根据权利要求3所述的井测试方法，其中所述铵材料包括氯化铵、溴化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵或氢氧化铵中的至少一种，并且所述亚硝酸盐包括亚硝酸钠、亚硝酸钾或次氯酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的井测试方法，其中所述化学材料包括尿素与次氯酸钠、尿素与亚硝酸钠、氢氧化铵与次氯酸钠或氯化铵与亚硝酸钠的组合。

6.根据权利要求1所述的井测试方法，其还包括：

将烃流体从地层生产至井眼；和

基于生产的烃流体确定至少一个井参数，所述井参数包括井口压力、井口温度、砂存在、油比重、气比重或水盐度中的至少一种。

7.根据权利要求2所述的井测试方法，其中所述压力脉冲包括大于所述地层的破裂压力的压力大小，所述方法还包括基于所述地层的所述破裂压力来确定所述化学材料的体积百分比或所述化学材料的浓度中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的井测试方法，其中所述冷却流体具有小于所述放热化学反应的所述引发温度的温度。

9.根据权利要求8所述的井测试方法，其中使所述化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应包括当所述位置处的所述温度上升到所述放热化学反应的所述引发温度时使所述化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生所述放热化学反应。

10.根据权利要求1所述的井测试方法，其中所述化学材料包括还原剂和氧化剂，并且使所述化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应包括用热使所述还原剂和所述氧化剂反应以产生所述放热化学反应。

11.根据权利要求10所述的井测试方法，其还包括在井眼中将所述还原剂和所述氧化剂混合在一起。

12.根据权利要求1所述的井测试方法，其中所述放热化学反应包括：

其中NH₄Cl是氯化铵，NaNO₂是亚硝酸钠，N₂是氮气，NaCl是氯化钠，且H₂O是水，并且在热和氢离子的存在下使所述氯化铵和亚硝酸钠反应。

13.根据权利要求12所述的井测试方法，其还包括用所述氮气产生压力脉冲以使地层破裂。

14.根据权利要求12所述的井测试方法，其中所述氯化铵包括2.5-10摩尔浓度的氯化铵，并且所述亚硝酸钠包括2.5-10摩尔浓度的亚硝酸钠，并且所述氮气包括50％体积的在988磅/平方英寸(psi)和16,600psi之间的氮气。

15.根据权利要求1所述的井测试方法，其中所述放热化学反应包括引发pH水平，所述方法还包括在将所述化学材料提供至井眼中的所述位置之后将井眼中的所述位置处的pH调节至所述引发pH水平。

16.根据权利要求15所述的井测试方法，其中在将所述化学材料提供至井眼中的所述位置之后将井眼中的所述位置处的pH调节至所述引发pH水平包括以下各项中的至少一项：将井眼中的所述位置处的pH降低至所述引发pH水平，或将酸注入井眼中至井眼中的所述位置。

17.一种井测试系统，其包括：

递送系统，所述递送系统与井眼中的位置流体连通，所述井眼中的位置与地下区域的含烃地层相邻，所述井眼包括未完井的井眼，所述未完井的井眼在没有完成完井操作的情况下没有烃流动；和

控制系统，所述控制系统可通信地耦合至所述递送系统，并且可操作以控制所述递送系统，以：

将两种以上的化学材料提供至井眼中的所述位置，其中所述化学材料是可反应的以在井眼中的所述位置处产生放热化学反应以通过所述放热化学反应使地层破裂；并且

在将所述化学材料提供至井眼中的所述位置之前，将冷却流体提供至井眼中的所述位置，使得在井眼中的所述位置处的温度低于由所述化学材料产生的放热化学反应的引发温度，其中所述冷却流体包括盐水或来自地下区域的水，并且其中当在所述位置处的温度上升到所述放热化学反应的所述引发温度时所述化学材料反应以在井眼中的所述位置处产生所述放热化学反应。

18.根据权利要求17所述的井测试系统，其中所述放热化学反应产生压力脉冲以使地层破裂。

19.根据权利要求17所述的井测试系统，其中所述化学材料包括铵材料和亚硝酸盐材料，并且所述铵材料包括氯化铵、溴化铵、硝酸铵、硫酸铵、碳酸铵或氢氧化铵中的至少一种，并且所述亚硝酸盐包括亚硝酸钠、亚硝酸钾或次氯酸钠中的至少一种。

20.根据权利要求17所述的井测试系统，其中所述化学材料包括尿素与次氯酸钠、尿素与亚硝酸钠、氢氧化铵与次氯酸钠或氯化铵与亚硝酸钠的组合。

21.根据权利要求17所述的井测试系统，其还包括生产系统以将烃流体从地层通过裂缝并且至井眼生产，并且其中所述控制系统是可操作的以基于生产的烃流体确定至少一个井参数，所述至少一个井参数包括井口压力、井口温度、砂存在、油比重、气比重或水盐度中的至少一种。

22.根据权利要求17所述的井测试系统，其中压力脉冲包括大于所述地层的破裂压力的压力大小，并且所述控制系统是可操作的以基于所述地层的所述破裂压力来确定所述化学材料的体积百分比或所述化学材料的浓度中的至少一个。

23.根据权利要求17所述的井测试系统，其中所述化学材料包括还原剂和氧化剂，并且用热将所述还原剂和所述氧化剂化合以产生所述放热化学反应。

24.根据权利要求23所述的井测试系统，其中所述控制系统是可操作的以控制所述递送系统以将所述还原剂和所述氧化剂分离地提供至井眼中。

25.根据权利要求17所述的井测试系统，其中所述放热化学反应包括：

其中NH₄是氯化铵，NaNO₂是亚硝酸钠，N₂是氮气，NaCl是氯化钠，且H₂O是水，并且在热和氢离子的存在下使所述氯化铵和亚硝酸钠反应。

26.根据权利要求25所述的井测试系统，其中所述氮气产生压力脉冲以使地层破裂。

27.根据权利要求25所述的井测试系统，其中所述氯化铵包括2.5-10摩尔浓度的氯化铵，并且所述亚硝酸钠包括2.5-10摩尔浓度的亚硝酸钠，并且所述氮气包括50％体积的在988磅/平方英寸(psi)和16,600psi之间的氮气。

28.根据权利要求17所述的井测试系统，其中所述放热化学反应包括引发pH水平，并且所述控制系统还是可操作的以控制所述递送系统以将pH降低剂提供至井眼中的所述位置以将所述化学材料的pH降低至所述引发pH水平。

29.根据权利要求28所述的井测试系统，其中所述pH降低剂包括酸。