一種鉆井液封堵性能評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油勘探中鉆井液性能評(píng)價(jià)方法，具體涉及一種鉆井液封堵性能評(píng)價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泥頁(yè)巖微裂縫是引起井壁坍塌的重要原因之一。當(dāng)泥頁(yè)巖遇水后，由于毛細(xì)管作用，水沿微裂縫侵入巖石，產(chǎn)生水化作用，使泥頁(yè)巖發(fā)生分散，從而引起井壁的失穩(wěn)。因此，在泥頁(yè)巖地層鉆井時(shí)，有必要加強(qiáng)鉆井液的封堵能力，提高微裂縫封堵效果。
[0003]在室內(nèi)對(duì)鉆井液的封堵能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，可提高現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的針對(duì)性和使用效果。目前，國(guó)內(nèi)評(píng)價(jià)鉆井液封堵性能的方法有很多種。如使用較為廣泛的FA型無(wú)滲透鉆井液濾失儀，該實(shí)驗(yàn)儀在使用有機(jī)透明玻璃作為實(shí)驗(yàn)筒，通過(guò)氮?dú)饧訅褐庇^(guān)測(cè)量泥漿濾液侵入模擬巖床深度。實(shí)驗(yàn)條件為常溫、中壓0.69MPa。人工測(cè)量泥漿濾液侵入巖床深度，實(shí)驗(yàn)直觀(guān)、簡(jiǎn)單，功能單一。《油田化學(xué)》1999年第4期“破碎性地層鉆井液防塌劑評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用”中提出使用一種高溫高壓動(dòng)態(tài)失水儀，使用一定孔喉的人造巖芯，通過(guò)測(cè)濾失量來(lái)確定泥餅的封堵能力，實(shí)驗(yàn)用巖芯不能重復(fù)使用。又如徐同臺(tái)等在《鉆井液用封堵劑的評(píng)價(jià)方法及影響因素》中提出采用高溫高壓濾失量測(cè)定儀，測(cè)定鉆井液HTHP濾失量、HTHP滲透失水、HTHP砂床濾失量和HTHP砂床失水四個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)鉆井液的封堵效果(見(jiàn)《鉆井液與完井液》，2009，26 (2))。岳前升等在《油基鉆井液的封堵性能研究與應(yīng)用》中提出使用低滲人造巖心封堵實(shí)驗(yàn)，計(jì)算封堵率來(lái)評(píng)價(jià)封堵效果(見(jiàn)《鉆井液與完井液》，2006，23 (5))。公開(kāi)號(hào)101109739的專(zhuān)利公開(kāi)了一種高溫高壓泥餅封堵承壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)儀。公開(kāi)號(hào)103048090A的專(zhuān)利公開(kāi)了一種使用巖心滲透率儀器來(lái)評(píng)價(jià)封堵率的評(píng)價(jià)方法。
[0004]這些技術(shù)的缺點(diǎn)或不足是:①多數(shù)為較復(fù)雜的較大型儀器，實(shí)驗(yàn)操作比較繁瑣，實(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)，適于室內(nèi)研究，不能在鉆井現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)；②多數(shù)針對(duì)裂縫封堵效果的評(píng)價(jià)儀器，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)研究微裂縫(裂縫寬度在100微米或150微米以下的裂縫)封堵效果，評(píng)價(jià)效果有一定的局限性。③鉆井液HTHP濾失量、HTHP滲透失水等指標(biāo)都不能真實(shí)的模擬鉆井液的封堵情況，評(píng)價(jià)效果受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)的不足，提供一種既能針對(duì)一般性的鉆井液封堵性能進(jìn)行評(píng)價(jià)(如巖石裂縫封堵、孔隙封堵)，又能針對(duì)泥頁(yè)巖地層微裂縫封堵效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，提高評(píng)價(jià)方法的適用性和簡(jiǎn)便性的鉆井液封堵性能評(píng)價(jià)方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種鉆井液封堵性評(píng)價(jià)方法，其特征在于利用聲波測(cè)速儀測(cè)定鉆井液浸泡后的巖心切片的聲波傳遞速率，從而考察鉆井液的封堵性能。
[0007]依據(jù)上述方案的具體實(shí)施步驟包括:
①對(duì)同一巖心進(jìn)行切片、編號(hào)，測(cè)量巖心高度和長(zhǎng)度，排空巖心的空氣。
[0008]②將處理好的巖心放入盛有鉆井液的高溫高壓濾失量測(cè)定儀的濾液器中，升溫至150°C、加壓至 4.1MPa 下，靜止 6_10h。
[0009]③取出巖心后，清洗巖心表面沉積物，然后聲波測(cè)速儀上測(cè)量聲波傳遞速率；
④通過(guò)幾種不同鉆井液的聲波傳遞速率結(jié)果，比較出鉆井液對(duì)巖心封堵效果的高低。
[0010]上述方案還包括:
步驟(1)把巖心放在水溶液中抽空以除去巖樣中的空氣；步驟(2)濾液器中盛有的鉆井液的量必須能包覆住巖心，形成鉆井液浸泡。
[0011]所述高溫高壓濾失量測(cè)定儀為42型高溫高壓濾失量測(cè)定儀；所述聲波測(cè)速儀為CWT-200聲波測(cè)速儀。
[0012]步驟(2)中按標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5621-93的要求升溫、加壓。
[0013]該方法的機(jī)理如下:通過(guò)巖心切片在高溫高壓條件下鉆井液中的浸泡，來(lái)模擬鉆井液對(duì)地層巖石的封堵情況，然后利用CWT-200聲波測(cè)速儀測(cè)定巖心切片的相對(duì)巖石強(qiáng)度，從而反映出鉆井液的封堵性能。
[0014]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
①本發(fā)明實(shí)驗(yàn)周期短，可操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，裝置方便攜帶，可以室內(nèi)用于實(shí)驗(yàn)研究，也可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)用于評(píng)價(jià)鉆井液性能，適用性強(qiáng)。
[0015]②本發(fā)明能較好的模擬鉆井液對(duì)地層巖石的封堵情況，評(píng)價(jià)效果更加真實(shí)，對(duì)鉆井施工的指導(dǎo)性更強(qiáng)。
[0016]③本發(fā)明綜合考慮了巖石微裂縫、較大裂縫及孔隙的封堵情況，使用范圍更廣。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]綜合實(shí)施例1
一種鉆井液封堵性能評(píng)價(jià)方法主要是利用CWT-200聲波測(cè)速儀測(cè)定鉆井液浸泡后的巖心切片的聲波傳遞速率，從而考察鉆井液的封堵性能。
[0019]該方法的實(shí)施步驟如下:
①對(duì)同一巖心進(jìn)行切片、編號(hào)，測(cè)量巖心高度和長(zhǎng)度，把巖心放在地層水溶液中抽空以除去巖樣中的空氣。
[0020]②將處理好的巖心放入盛有鉆井液的高溫高壓濾失量測(cè)定儀濾液器中，按標(biāo)準(zhǔn)程序升溫、加壓，在150°C、4.1MPa下靜止8h。
[0021]③取出巖心后，清洗巖心表面沉積物，然后在CWT-200聲波測(cè)速儀上測(cè)量聲波傳遞速率。
[0022]④通過(guò)幾種不同鉆井液的聲波傳遞速率結(jié)果，可以比較出鉆井液對(duì)巖心封堵效果的聞低。
[0023]具體實(shí)施例2:
①對(duì)同一巖心進(jìn)行切片、編號(hào)，測(cè)量巖心高度和長(zhǎng)度，把巖心放在地層水溶液中抽空以除去巖樣中的空氣。
[0024]②將處理好的巖心分別放入盛有鉆井液A及鉆井液B的42型高溫高壓濾失量測(cè)定儀濾液器中，按標(biāo)準(zhǔn)程序升溫、加壓(見(jiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5621-93)，在150°C、4.1MPa下靜止8h (實(shí)驗(yàn)期間，測(cè)定儀下閥桿一直關(guān)閉)。
[0025]③取出巖心后，清洗巖心表面沉積物，然后在CWT-200聲波測(cè)速儀上測(cè)量聲波傳遞速率。
[0026]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
鉆井液A的聲波傳遞速率為15389m/s，鉆井液B的聲波傳遞速率為13406m/s。從結(jié)果可以看出，鉆井液B對(duì)巖石的封堵性要比鉆井液A的強(qiáng)。
[0027]具體實(shí)施例3:
①對(duì)同一巖心進(jìn)行切片、編號(hào)，測(cè)量巖心高度和長(zhǎng)度，把巖心放在地層水溶液中抽空以除去巖樣中的空氣。
[0028]②將處理好的巖心分別放入盛有鉆井液C及鉆井液D的42型高溫高壓濾失量測(cè)定儀濾液器中，按標(biāo)準(zhǔn)程序升溫、加壓(見(jiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5621-93)，150°C、4.1MPa下靜止8h(實(shí)驗(yàn)期間，測(cè)定儀下閥桿一直關(guān)閉)。
[0029]③取出巖心后，清洗巖心表面沉積物，然后在CWT-200聲波測(cè)速儀上測(cè)量聲波傳遞速率。
[0030]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
鉆井液c的聲波傳遞速率為9030m/s，鉆井液D的聲波傳遞速率為12627m/s。從結(jié)果可以看出，鉆井液C對(duì)巖石的封堵性要比鉆井液D的強(qiáng)。
[0031]其中，CWT-200聲波測(cè)速儀器主要由主機(jī)和巖心夾持器、計(jì)算機(jī)組成，是運(yùn)用連續(xù)波技術(shù)來(lái)對(duì)小型樣本進(jìn)行超聲波速測(cè)量的儀器，可根據(jù)測(cè)得的速度，評(píng)估鉆井巖屑的力學(xué)特性。將巖心樣本平整放置于巖心夾持器中，通過(guò)超聲傳感器部件傳送壓縮波或偏振剪切波，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集整理計(jì)算出聲波傳遞速率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆井液封堵性評(píng)價(jià)方法，其特征在于利用聲波測(cè)速儀測(cè)定鉆井液浸泡后的巖心切片的聲波傳遞速率，從而考察鉆井液的封堵性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液封堵性評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括: ①對(duì)同一巖心進(jìn)行切片、編號(hào)，測(cè)量巖心高度和長(zhǎng)度，排空巖心的空氣， ②將處理好的巖心放入盛有鉆井液的高溫高壓濾失量測(cè)定儀的濾液器中，升溫至150°C、加壓至 4.1MPa 下，靜止 6-10h, ③取出巖心后，清洗巖心表面沉積物，然后聲波測(cè)速儀上測(cè)量聲波傳遞速率， ④通過(guò)幾種不同鉆井液的聲波傳遞速率結(jié)果，比較出鉆井液對(duì)巖心封堵效果的高低。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井液封堵性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟(1)把巖心放在水溶液中抽空以除去巖樣中的空氣；步驟(2)濾液器中盛有的鉆井液的量必須能包覆住巖心，形成鉆井液浸泡。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆井液封堵性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述高溫高壓濾失量測(cè)定儀為42型高溫高壓濾失量測(cè)定儀；所述聲波測(cè)速儀為CWT-200聲波測(cè)速儀。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3、4所述的鉆井液封堵性評(píng)價(jià)方法，其特征在于，步驟(2)中按標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5621-93的要求升溫、加壓。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種鉆井液封堵性能評(píng)價(jià)方法，通過(guò)巖心切片在高溫高壓條件下鉆井液中的浸泡，來(lái)模擬鉆井液對(duì)地層巖石的封堵情況，然后利用CWT-200聲波測(cè)速儀測(cè)定巖心切片的相對(duì)巖石強(qiáng)度，從而反映出鉆井液的封堵性能。本發(fā)明實(shí)驗(yàn)周期短，可操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)單，裝置方便攜帶，可以室內(nèi)用于實(shí)驗(yàn)研究，也可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)用于評(píng)價(jià)鉆井液性能；本發(fā)明能較好的模擬鉆井液對(duì)地層巖石的封堵情況，評(píng)價(jià)效果更加真實(shí)，對(duì)鉆井施工的指導(dǎo)性更強(qiáng)。
【IPC分類(lèi)】G01N29/024
【公開(kāi)號(hào)】CN105445365
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410501704
【發(fā)明人】劉振東, 李公讓, 高楊, 周守菊, 張斌, 卜凡康
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年9月27日