CN104237097B - 岩屑全浸入封堵效果评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了岩屑全浸入封堵效果评价方法，其步骤为：取得待评价的地层的岩屑或岩心，分为至少两份；把至少两份岩屑或岩心分别放入高温高压失水仪的杯子测量其各自的重量；把测重后的至少两份岩屑或岩心分别放入装有不同配方钻井液的泥浆杯中，按照地层深度设置温度，按照地层压力和钻井液静液柱压力之差设置压力，静止放置规定时间后，取出岩屑擦干，迅速再次测量其各自的重量，然后分别计算各自的吸液质量增加比；通过计算岩屑的质量增加比，对比出不同钻井液体的对特定岩心的封堵效果。本发明为钻井液在渗透性地层和微裂缝地层中的使用提供一种新的途径，对体系和添加剂的优选具有良好的参考价值。提高了对钻井液防塌、防漏能力的判断。

Description

岩屑全浸入封堵效果评价方法

技术领域

本发明涉及评价钻井液或封堵剂的封堵效果技术，具体地说是岩屑全浸入封堵效果评价方法。

背景技术

准确评价钻井液或封堵剂的封堵效果，是石油钻井或其他勘探钻井行业常常面对的问题，目前常用的方法是：对所获得的岩屑或井下岩心研磨成粉末然后再压成岩心；然后采用膨胀仪进行膨胀实验；由于样品原始孔缝状态被破坏，因此无法准确评价钻井液对特定地层的封堵效果；而且该实验的设备比较昂贵，一般在研究机构的实验室内才能实施，无法在施工现场完成，实验周期比较长，无法在钻井施工现场进行测试，及时调整钻井液配方。由于膨胀实验牵扯泥岩的水化问题，所得结果不能准确评价封堵效果。另一种方法是测量体系的失水，由于采用的滤纸都是统一的，无法具体到特定地层的失水大小，也就是说，对于滤纸失水的大小并不能代表对特定地层的封堵能力的强弱，因此评价效果也不能准确衡量封堵效果。

目前封堵效果评价的文献主要有：

（1）“钻井液用封堵剂的评价方法及影响因素”发表在钻井液与完井液2009年第二期，通过对钻井液封堵剂的评价方法及影响因素进行研讨，提出采用42型或71型高温高压滤失量测定仪，测定钻井液HTHP滤失量、HTHP渗透失水、HTHP砂床滤失量和HTHP砂床渗透失水4个指标来评价钻井液的封堵效果；并对钻井液封堵剂种类、加量、膨润土和加重剂含量、钻井液中固相粒级分布、含油量、温度、压差、地层裂隙大小等因素对钻井液封堵效果的影响进行了研讨。得出，复配使用降滤失剂、沥青类产品、成膜封堵剂等可以有效实现对地层裂隙的封堵，随温度与压差增加，封堵剂的品种与加量必须进行调整。

（2）“H.T.H.P387-42型仪器功能开发与应用--钻井液用封堵剂的评价”，H.T.H.P387一42型泥浆失水仪是一台测定高温高压下泥浆失水量的专业性很强的仪器设备。该设备自20世纪80年代初从美国Baroid公司引进至今，一直用于教学和科研实验。随着石油工业的不断发展，油田出现的新问题，对实验技术提出了新的要求。鉴于此，结合该仪器特点，我们设计开发了它的新的实验功能，即评价钻井液、完井液的封堵效果，不仅满足了教学、科研的急需，又节约了经费，使该仪器的实际应用得到了延伸和扩展。1功能开发设计 与通常用的泥页岩表面积测定法、泥页岩水化膨胀测定法、钻井液泥饼压缩性评价法、钻井液泥饼强度评价等诸多方法不同，本文所提出的方法不是针对泥页岩地层垮塌进行的研究；而是致力于如何稳定已破碎性地层及裂缝发育地层所进行的一种评价方法。2实验原理及方法2.1实验原理设计 (1)实验中采用石英砂粒的填集来模拟破碎性地层，当钻井液在压差作用下，能在填集层浅表形成一个封堵层，其有效渗透率可达到零或极低，在封堵层两端能建立起较大的压差，当压差足够大，则能维持破碎地层的稳定。填集层的堆集方式分为四种模式：非常松散的随机堆集方式、松散的随机堆集方式、倾泻式的随机。

（3）“评价钻井液完井液对裂缝性地层封堵效果的新方法”

泥页岩比表面积测定方法，泥页岩水化膨胀测定方法、钻井液泥饼压缩性评价方法等现有诸多评价方法，都是针对泥页岩地层垮塌进行的研究，而对如何稳定破碎性地层及裂缝发育地层，目前还没有一种可行性的评价的方法。探讨了利用38742型泥浆失水仪来评价钻井液、完井液的封堵效果，实验结果表明：该法是现场评价钻井液、完井液封堵的评价方法。

发明内容

本发明的目的在于提供岩屑全浸入封堵效果评价方法，为钻井液在渗透性地层和微裂缝地层中的使用提供一种新的途径，对体系和添加剂的优选具有良好的参考价值。提高了对钻井液防塌、防漏能力的判断。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，岩屑全浸入封堵效果评价方法，其步骤为：

取得待评价的地层的岩屑或岩心，分为至少两份，分为至少两份的方法要排除粉碎法；

把至少两份岩屑或岩心分别放入高温高压失水仪的杯子测量其各自的重量；

把测重后的至少两份岩屑或岩心分别放入装有不同配方钻井液的泥浆杯中，按照地层深度设置温度，按照岩屑或岩心获取深度钻井液静液柱压力和地层压力之差设置压力，静止放置规定时间后，取出岩屑擦干，迅速再次测量其各自的重量，然后分别计算以上至少两份岩屑或岩心的两次测量的质量的增加值，得出各自的吸液质量增加比；

通过计算岩屑的质量增加比，对比出不同钻井液体的对特定岩心的封堵效果；质量增加比值越低，岩屑吸水量越低，证明钻井液对地层的封堵性和抑制性越好。

所述岩屑或岩心分为至少两份的方式为平均分为至少两份且不能粉碎。

所述分为至少两份的岩屑或岩心各自的体积为高温高压失水仪的杯子体积的1/5～1/2。

所述岩屑或岩心放入泥浆杯后，将温度升至岩屑或岩心获取深度地层的温度，压力加至岩屑或岩心获取深度地层钻井液静液柱压力和地层压力之差设置压力，不取滤液，保持温度和压力静止放置1-24小时。

所述岩屑或岩心所取得的地层深浅度与温度的高低、压力的大小、静止放置时间的长短有关联关系。

吸液质量增加比计算公式为I=(W2-W1)/W1×100%；其中W1为吸液前重量，W2为吸液后重量。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

把获得的岩屑或岩心，不用粉碎，尽可能的平均分成至少两份，然后放入高温高压失水仪，装入待测钻井液，按照地层深度设置温度，按照岩屑或岩心获取深度钻井液静液柱压力和地层压力之差设置压力，静止放置规定时间后，取出岩屑擦干，迅速测量重量增加值，从而获得钻井液进入岩屑的数值，以此为依据评价封堵效果。

利用了现有的高温高压失水仪，模拟了井下高温高压条件下不同钻井液体系对地层稳定性的影响大小；该方法简单直观，有效的反映了钻井液对地层的封堵性和抑制性的能力，提高了工作效率，合理利用现有资源，节约人力、物力、财力。为评价钻井液对页岩稳定性的影响，找到了一种新的实验方法。

具体实施方式

岩屑全浸入封堵效果评价方法，其步骤为：

1.选用待评价地层的岩屑，（不用粉碎），放入高温高压失水仪的杯子，（体积不能太大，大约为杯体积的1/5～1/2即可），测量其重量W1，g；

2.把测重后的岩屑分别放入装有原配方和改进配方钻井液的泥浆杯中，将温度升至岩屑或岩心获取深度地层的温度，压力加至岩屑或岩心获取深度钻井液静液柱压力和地层压力之差设置压力，不取滤液，保持温度和压力静止放置1-24小时；

3.取出岩屑，迅速擦拭吸干表面附着物，测量其重量，记为W2，g；

4.按下式计算其吸液增重百分数I=(W2- W1)/W1×100%。

通过计算岩屑的质量增加比，可以对比出不同钻井液体的对特定岩心的封堵效果。I值越低，岩屑吸水量越低，证明钻井液对地层的封堵性和抑制性越好。

实施例1：

1.选用待评价地层的岩屑，此岩屑为青东32井3407米地层深度的沙河街地层泥岩岩屑（不用粉碎），近似平均分成两份。放入高温高压失水仪的杯子，测量其重量分别为38.65g，39.11g。

2.把测重后的岩屑分别放入装有原配方和改进配方钻井液的泥浆杯中，将温度升至120℃，压力加至3.5Mpa，不取滤液，保持温度和压力静止放置2小时；

3.取出岩屑，迅速擦拭吸干表面附着物，测量其重量，记为W2，g；分别为46.42g，44.35g。

4.按下式计算其吸液增重百分数I=(W2-W1)/W1×100%。

请把上述值代入，算出原配方：I=20.1%

改进配方：I=13.4%

通过计算岩屑的质量增加比，对比出原配方和优化配方钻井液体的对特定岩心的封堵效果。I值越低，岩屑吸水量越低，证明钻井液对地层的封堵性和抑制性越好。对比发现，优化配方增重明显小于原配方增重，由此说明优化钻井液配方对于青东32井3400米井深岩屑封堵效果明显优于原配方。

实验二 煤层封堵实验

煤层封堵剂配方：比重1.06的淡水基浆，水化24小时,在基浆中加入2%的磺化酚醛树脂，后分别加入3%的煤层封堵剂F1（1#配方）、煤层封堵剂F2（2#配方）。

选用新疆吐哈油田3000米井含煤岩心，然后用钢锯锯开，再用砂纸或钢锯等工具做成体积和形状相似（重量和体积不一定绝对相等，但必须接近）的两块实验样品分别测量重量。

把煤块分别放入1#配方和2#配方的泥浆中，温度升高到110℃和压力3.5Mpa条件下实验，不做失水，放置5小时后取出煤块，迅速用卫生纸擦拭吸干表面附着物，进行称量，和以前重量对比。

实验结果

通过对比发现，煤层封堵剂F2对该井深煤层岩心封堵效果明显优于煤层封堵剂F1。

Claims (1)

1.岩屑全浸入封堵效果评价方法，其步骤为：

取得待评价的地层的岩屑或岩心，分为至少两份，上述分为至少两份的方法要排除粉碎法；

把至少两份岩屑或岩心分别放入高温高压失水仪的杯子测量其各自的重量；

把测重后的至少两份岩屑或岩心分别放入装有不同配方钻井液的泥浆杯中，按照地层深度设置温度，按照岩屑或岩心获取深度钻井液静液柱压力和地层压力之差设置压力，静止放置规定时间后，取出岩屑擦干，迅速再次测量其各自的重量，然后分别计算以上至少两份岩屑或岩心的两次测量的质量的增加值，得出各自的吸液质量增加比；

通过计算岩屑的质量增加比，对比出不同钻井液体的对特定岩心的封堵效果；质量增加比值越低，岩屑吸水量越低，证明钻井液对地层的封堵性和抑制性越好；

所述岩屑或岩心分为至少两份的方式为平均分为至少两份且不能粉碎；

所述分为至少两份的岩屑或岩心各自的体积为高温高压失水仪杯子体积的1/5～1/2；

所述岩屑或岩心放入泥浆杯后，将温度升至岩屑或岩心获取深度地层的温度，压力加至岩屑或岩心获取深度钻井液静液柱压力和地层压力之差，不取滤液，保持温度和压力静止放置1-24小时；

所述岩屑或岩心所取得的地层深度与温度的高低、压差的大小、静止放置时间的长短有关联关系；

吸液质量增加比计算公式为I=(W2-W1)/W1×100%；其中W1为吸液前重量，W2为吸液后重量。