巖屑全浸入封堵效果評價方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了巖屑全浸入封堵效果評價方法，其步驟為：取得待評價的地層的巖屑或巖心，分為至少兩份；把至少兩份巖屑或巖心分別放入高溫高壓失水儀的杯子測量其各自的重量；把測重后的至少兩份巖屑或巖心分別放入裝有不同配方鉆井液的泥漿杯中，按照地層深度設置溫度，按照地層壓力和鉆井液靜液柱壓力之差設置壓力，靜止放置規(guī)定時間后，取出巖屑擦干，迅速再次測量其各自的重量，然后分別計算各自的吸液質量增加比；通過計算巖屑的質量增加比，對比出不同鉆井液體的對特定巖心的封堵效果。本發(fā)明為鉆井液在滲透性地層和微裂縫地層中的使用提供一種新的途徑，對體系和添加劑的優(yōu)選具有良好的參考價值。提高了對鉆井液防塌、防漏能力的判斷。
【專利說明】巖屑全浸入封堵效果評價方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及評價鉆井液或封堵劑的封堵效果技術，具體地說是巖屑全浸入封堵效 果評價方法。

【背景技術】
[0002] 準確評價鉆井液或封堵劑的封堵效果，是石油鉆井或其他勘探鉆井行業(yè)常常面對 的問題，目前常用的方法是：對所獲得的巖屑或井下巖心研磨成粉末然后再壓成巖心；然 后采用膨脹儀進行膨脹實驗；由于樣品原始孔縫狀態(tài)被破壞，因此無法準確評價鉆井液對 特定地層的封堵效果；而且該實驗的設備比較昂貴，一般在研究機構的實驗室內才能實施， 無法在施工現(xiàn)場完成，實驗周期比較長，無法在鉆井施工現(xiàn)場進行測試，及時調整鉆井液配 方。由于膨脹實驗牽扯泥巖的水化問題，所得結果不能準確評價封堵效果。另一種方法是測 量體系的失水，由于采用的濾紙都是統(tǒng)一的，無法具體到特定地層的失水大小，也就是說， 對于濾紙失水的大小并不能代表對特定地層的封堵能力的強弱，因此評價效果也不能準確 衡量封堵效果。
[0003] 目前封堵效果評價的文獻主要有： (1) "鉆井液用封堵劑的評價方法及影響因素"發(fā)表在鉆井液與完井液2009年第二期， 通過對鉆井液封堵劑的評價方法及影響因素進行研討，提出采用42型或71型高溫高壓濾 失量測定儀，測定鉆井液HTHP濾失量、HTHP滲透失水、HTHP砂床濾失量和HTHP砂床滲透 失水4個指標來評價鉆井液的封堵效果；并對鉆井液封堵劑種類、加量、膨潤土和加重劑含 量、鉆井液中固相粒級分布、含油量、溫度、壓差、地層裂隙大小等因素對鉆井液封堵效果的 影響進行了研討。得出，復配使用降濾失劑、浙青類產(chǎn)品、成膜封堵劑等可以有效實現(xiàn)對地 層裂隙的封堵，隨溫度與壓差增加，封堵劑的品種與加量必須進行調整。
[0004] (2) "Η. Τ. Η. P387-42型儀器功能開發(fā)與應用一鉆井液用封堵劑的評價"， Η. Τ. Η. P387 - 42型泥漿失水儀是一臺測定高溫高壓下泥漿失水量的專業(yè)性很強的儀器設 備。該設備自20世紀80年代初從美國Baroid公司引進至今，一直用于教學和科研實驗。 隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，油田出現(xiàn)的新問題，對實驗技術提出了新的要求。鑒于此，結合 該儀器特點，我們設計開發(fā)了它的新的實驗功能，即評價鉆井液、完井液的封堵效果，不僅 滿足了教學、科研的急需，又節(jié)約了經(jīng)費，使該儀器的實際應用得到了延伸和擴展。1功能 開發(fā)設計與通常用的泥頁巖表面積測定法、泥頁巖水化膨脹測定法、鉆井液泥餅壓縮性評 價法、鉆井液泥餅強度評價等諸多方法不同，本文所提出的方法不是針對泥頁巖地層垮塌 進行的研究；而是致力于如何穩(wěn)定已破碎性地層及裂縫發(fā)育地層所進行的一種評價方法。2 實驗原理及方法2. 1實驗原理設計（1)實驗中采用石英砂粒的填集來模擬破碎性地層，當 鉆井液在壓差作用下，能在填集層淺表形成一個封堵層，其有效滲透率可達到零或極低，在 封堵層兩端能建立起較大的壓差，當壓差足夠大，則能維持破碎地層的穩(wěn)定。填集層的堆集 方式分為四種模式：非常松散的隨機堆集方式、松散的隨機堆集方式、傾瀉式的隨機。
[0005] (3) "評價鉆井液完井液對裂縫性地層封堵效果的新方法" 泥頁巖比表面積測定方法，泥頁巖水化膨脹測定方法、鉆井液泥餅壓縮性評價方法等 現(xiàn)有諸多評價方法，都是針對泥頁巖地層垮塌進行的研究，而對如何穩(wěn)定破碎性地層及裂 縫發(fā)育地層，目前還沒有一種可行性的評價的方法。探討了利用38742型泥漿失水儀來評 價鉆井液、完井液的封堵效果，實驗結果表明：該法是現(xiàn)場評價鉆井液、完井液封堵的評價 方法。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供巖屑全浸入封堵效果評價方法，為鉆井液在滲透性地層和 微裂縫地層中的使用提供一種新的途徑，對體系和添加劑的優(yōu)選具有良好的參考價值。提 高了對鉆井液防塌、防漏能力的判斷。
[0007] 為了達成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案，巖屑全浸入封堵效果評價方法， 其步驟為： 取得待評價的地層的巖屑或巖心，分為至少兩份，分為至少兩份的方法要排除粉碎 法； 把至少兩份巖屑或巖心分別放入高溫高壓失水儀的杯子測量其各自的重量； 把測重后的至少兩份巖屑或巖心分別放入裝有不同配方鉆井液的泥漿杯中，按照地層 深度設置溫度，按照巖屑或巖心獲取深度鉆井液靜液柱壓力和地層壓力之差設置壓力，靜 止放置規(guī)定時間后，取出巖屑擦干，迅速再次測量其各自的重量，然后分別計算以上至少兩 份巖屑或巖心的兩次測量的質量的增加值，得出各自的吸液質量增加比； 通過計算巖屑的質量增加比，對比出不同鉆井液體的對特定巖心的封堵效果；質量增 加比值越低，巖屑吸水量越低，證明鉆井液對地層的封堵性和抑制性越好。
[0008] 所述巖屑或巖心分為至少兩份的方式為平均分為至少兩份且不能粉碎。
[0009] 所述分為至少兩份的巖屑或巖心各自的體積為高溫高壓失水儀的杯子體積的 1/5 ?1/2。
[0010] 所述巖屑或巖心放入泥漿杯后，將溫度升至巖屑或巖心獲取深度地層的溫度，壓 力加至巖屑或巖心獲取深度地層鉆井液靜液柱壓力和地層壓力之差設置壓力，不取濾液， 保持溫度和壓力靜止放置1-24小時。
[0011] 所述巖屑或巖心所取得的地層深淺度與溫度的高低、壓力的大小、靜止放置時間 的長短有關聯(lián)關系。
[0012] 吸液質量增加比計算公式為I= (W2-W1)/Wl X 100% ;其中Wl為吸液前重量，W2為吸 液后重量。
[0013] 相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下有益效果： 把獲得的巖屑或巖心，不用粉碎，盡可能的平均分成至少兩份，然后放入高溫高壓失水 儀，裝入待測鉆井液，按照地層深度設置溫度，按照巖屑或巖心獲取深度鉆井液靜液柱壓力 和地層壓力之差設置壓力，靜止放置規(guī)定時間后，取出巖屑擦干，迅速測量重量增加值，從 而獲得鉆井液進入巖屑的數(shù)值，以此為依據(jù)評價封堵效果。
[0014] 利用了現(xiàn)有的高溫高壓失水儀，模擬了井下高溫高壓條件下不同鉆井液體系對地 層穩(wěn)定性的影響大小；該方法簡單直觀，有效的反映了鉆井液對地層的封堵性和抑制性的 能力，提高了工作效率，合理利用現(xiàn)有資源，節(jié)約人力、物力、財力。為評價鉆井液對頁巖穩(wěn) 定性的影響，找到了一種新的實驗方法。

【具體實施方式】
[0015] 巖屑全浸入封堵效果評價方法，其步驟為： 1. 選用待評價地層的巖屑，（不用粉碎)，放入高溫高壓失水儀的杯子，（體積不能太大， 大約為杯體積的1/5?1/2即可)，測量其重量Wl，g ; 2. 把測重后的巖屑分別放入裝有原配方和改進配方鉆井液的泥漿杯中，將溫度升至巖 屑或巖心獲取深度地層的溫度，壓力加至巖屑或巖心獲取深度鉆井液靜液柱壓力和地層壓 力之差設置壓力，不取濾液，保持溫度和壓力靜止放置1-24小時； 3. 取出巖屑，迅速擦拭吸干表面附著物，測量其重量，記為W2, g ; 4. 按下式計算其吸液增重百分數(shù)I=(W2- W1)/W1X100%。
[0016] 通過計算巖屑的質量增加比，可以對比出不同鉆井液體的對特定巖心的封堵效 果。I值越低，巖屑吸水量越低，證明鉆井液對地層的封堵性和抑制性越好。
[0017] 實施例1 : 1.選用待評價地層的巖屑，此巖屑為青東32井3407米地層深度的沙河街地層泥巖 巖屑（不用粉碎)，近似平均分成兩份。放入高溫高壓失水儀的杯子，測量其重量分別為 38. 65g，39. llg。
[0018] 2.把測重后的巖屑分別放入裝有原配方和改進配方鉆井液的泥漿杯中，將溫度升 至120°C，壓力加至3. 5Mpa，不取濾液，保持溫度和壓力靜止放置2小時； 3.取出巖屑，迅速擦拭吸干表面附著物，測量其重量，記為W2, g;分別為46. 42g， 44. 35g〇
[0019] 4.按下式計算其吸液增重百分數(shù)I=(W2-W1)/W1X100%。
[0020] 請把上述值代入，算出原配方：1=20. 1% 改進配方：1=13. 4% 通過計算巖屑的質量增加比，對比出原配方和優(yōu)化配方鉆井液體的對特定巖心的封堵 效果。I值越低，巖屑吸水量越低，證明鉆井液對地層的封堵性和抑制性越好。對比發(fā)現(xiàn)，優(yōu) 化配方增重明顯小于原配方增重，由此說明優(yōu)化鉆井液配方對于青東32井3400米井深巖 屑封堵效果明顯優(yōu)于原配方。
[0021] 實驗二煤層封堵實驗 煤層封堵劑配方：比重1. 06的淡水基漿，水化24小時，在基漿中加入2%的磺化酚醛 樹脂，后分別加入3%的煤層封堵劑Fl (1#配方)、煤層封堵劑F2 (2#配方)。
[0022] 選用新疆吐哈油田3000米井含煤巖心，然后用鋼鋸鋸開，再用砂紙或鋼鋸等工具 做成體積和形狀相似(重量和體積不一定絕對相等，但必須接近）的兩塊實驗樣品分別測量 重量。
[0023] 把煤塊分別放入1#配方和2#配方的泥漿中，溫度升高到IKTC和壓力3. 5Mpa條 件下實驗，不做失水，放置5小時后取出煤塊，迅速用衛(wèi)生紙擦拭吸干表面附著物，進行稱 量，和以前重量對比。
[0024] 實驗結果

【權利要求】
1. 巖屑全浸入封堵效果評價方法，其步驟為： 取得待評價的地層的巖屑或巖心，分為至少兩份，上述分為至少兩份的方法要排除粉 碎法； 把至少兩份巖屑或巖心分別放入高溫高壓失水儀的杯子測量其各自的重量； 把測重后的至少兩份巖屑或巖心分別放入裝有不同配方鉆井液的泥漿杯中，按照地層 深度設置溫度，按照巖屑或巖心獲取深度鉆井液靜液柱壓力和地層壓力之差設置壓力，靜 止放置規(guī)定時間后，取出巖屑擦干，迅速再次測量其各自的重量，然后分別計算以上至少兩 份巖屑或巖心的兩次測量的質量的增加值，得出各自的吸液質量增加比； 通過計算巖屑的質量增加比，對比出不同鉆井液體的對特定巖心的封堵效果；質量增 加比值越低，巖屑吸水量越低，證明鉆井液對地層的封堵性和抑制性越好。
2. 根據(jù)權利要求1所述的巖屑全浸入封堵效果評價方法，其特征在于，所述巖屑或巖 心分為至少兩份的方式為平均分為至少兩份且不能粉碎。
3. 根據(jù)權利要求1所述的巖屑全浸入封堵效果評價方法，其特征在于，所述分為至少 兩份的巖屑或巖心各自的體積為高溫高壓失水儀杯子體積的1/5?1/2。
4. 根據(jù)權利要求1所述的巖屑全浸入封堵效果評價方法，其特征在于，所述巖屑或巖 心放入泥漿杯后，將溫度升至巖屑或巖心獲取深度地層的溫度，壓力加至巖屑或巖心獲取 深度鉆井液靜液柱壓力和地層壓力之差，不取濾液，保持溫度和壓力靜止放置1-24小時。
5. 根據(jù)權利要求4所述的巖屑全浸入封堵效果評價方法，其特征在于，所述巖屑或巖 心所取得的地層深度與溫度的高低、壓差的大小、靜止放置時間的長短有關聯(lián)關系。
6. 根據(jù)權利要求4所述的巖屑全浸入封堵效果評價方法，其特征在于，吸液質量增加 比計算公式為I=(W2-W1)/W1X 100% ;其中W1為吸液前重量，W2為吸液后重量。
【文檔編號】G01N5/00GK104237097SQ201310230709
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月9日 優(yōu)先權日:2013年6月9日
【發(fā)明者】張金龍, 胥洪彪, 顧洪成, 劉傳清, 王飛, 葉艷, 王治娟, 趙珊珊, 王義虎, 周艷平, 武曉華, 趙秀英 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化勝利石油工程有限公司海洋鉆井公司