CN110082271A - 一种钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法，包括（1）土浆的配制，在水中加入加入3~5%wt膨润土、0.1~3t%wt微米级颗粒，高速搅拌后，在室温下放置16~24h；（2）压制滤饼；（3）失水量测定：将压制滤饼后的实验浆倒掉，用易挥发溶液清洗测试罐内的虚泥饼，然后在测试罐内加入1~3%wt纳米颗粒水溶液，测定失水量。本发明通过采用改善泥饼的孔隙，使其适合纳米颗粒的大小，然后采用渗透性失水实验方法评价纳米颗粒封堵效果，该方法滤失量明显变化，且滤失量大小和变化幅度都有利于实验操作和分析判别，适合用以评价纳米颗粒的封堵效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻井化工助剂领域，特别涉及一种钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法。
背景技术
泥页岩微裂缝是引起井壁坍塌的重要原因之一。当泥页岩遇水后，由于毛细管作用，水沿微裂缝侵入岩石，产生水化作用，使泥页岩发生分散，从而引起井壁的失稳。因此，在泥页岩地层钻井时，有必要加强钻井液的封堵能力，提高微裂缝封堵效果。
在室内对钻井液的封堵能力进行评价，可提高现场应用的针对性和使用效果。目前，国内评价钻井液封堵性能的方法有很多种。如使用较为广泛的FA型无渗透钻井液滤失仪，该实验仪在使用有机透明玻璃作为实验筒，通过氮气加压直观测量泥浆滤液侵入模拟岩床深度。实验条件为常温、中压0.69MPa。人工测量泥浆滤液侵入岩床深度，实验直观、简单，功能单一。《油田化学》1999年第4期“破碎性地层钻井液防塌剂评价方法及应用”中提出使用一种高温高压动态失水仪，使用一定孔喉的人造岩芯，通过测滤失量来确定泥饼的封堵能力，实验用岩芯不能重复使用。又如徐同台等在《钻井液用封堵剂的评价方法及影响因素》中提出采用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砂床失水四个指标来评价钻井液的封堵效果（见《钻井液与完井液》，2009，26（2））。岳前升等在《油基钻井液的封堵性能研究与应用》中提出使用低渗人造岩心封堵实验，计算封堵率来评价封堵效果（见《钻井液与完井液》，2006，23（5））。公开号101109739的专利公开了一种高温高压泥饼封堵承压强度实验仪。公开号103048090A的专利公开了一种使用岩心渗透率仪器来评价封堵率的评价方法。这些技术的缺点或不足是：①多数针对裂缝封堵效果的评价仪器，没有专门研究微裂缝（裂缝宽度在100微米或150微米以下的裂缝）及孔隙封堵效果，评价效果有一定的局限性。②钻井液HTHP滤失量、HTHP渗透失水实验中所采用的介质（一般为滤纸），由于孔隙较大，导致纳米颗粒直接通过，未在泥饼的形成过程中起到封堵作用，因此，对纳米颗粒的封堵没有明确的评价作用，不能真实的模拟钻井液的封堵情况，评价效果受限。
发明内容
本发明的目的是为克服上述技术的不足，提供一种滤失量大小和变化幅度都有利于实验操作和分析判别，适合用以评价纳米颗粒的封堵效果的钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法。
本发明的技术方案是：
（1）土浆的配制
在水中加入加入3~5% wt膨润土、0.1~3t%wt微米级颗粒，高速搅拌后，在室温下放置16~24h；
（2）压制滤饼
（3）失水量测定
将压制滤饼后的实验浆倒掉，用易挥发溶液清洗测试罐内的虚泥饼，然后在测试罐内加入1~3% wt纳米颗粒水溶液，测定失水量，用于评价纳米颗粒封堵效果。
所述微米级颗粒包括不同粒径的超细碳酸钙或聚丙烯酰胺。
所述易挥发溶液包括无水乙醇。
压制滤饼按照高温高压滤失量测试程序要求进行。
压制滤饼和测定失水量时的温度为室温或者120~150℃。
本发明的方法通过采用改善泥饼的孔隙，使其适合纳米颗粒的大小，形成更加致密的滤失介质，从而使纳米颗粒在滤失过程中参与泥饼的形成，能较好的模拟纳米颗粒在井壁上的实际作用过程；采用渗透性失水实验方法，滤失量明显变化，且滤失量大小和变化幅度都有利于实验操作和分析判别，适合用以评价纳米颗粒的封堵效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。
实施例一：
①在水中加入3%wt膨润土、1%wt的超细碳酸钙（800目），高速搅拌后，在室温下放置16h。
②按照高温高压滤失量测试程序在120℃进行30min，得到滤饼。
③将压制滤饼后的实验浆倒掉，并利用无水乙醇清洗测试罐内的虚泥饼，特别是泥饼上粘附的一层虚泥饼，然后在测试罐内加入2%wt纳米颗粒水溶液，并测定在120℃下30min的失水量。
实施例二：
①在淡水中加入4%wt膨润土、0.5%wt的聚丙烯酰胺，高速搅拌后，在室温下放置24h。
②按照高温高压滤失量测试程序在室温下进行30min，得到滤饼。
③将压制滤饼后的实验浆倒掉，并利用无水乙醇清洗测试罐内的虚泥饼，特别是泥饼上粘附的一层虚泥饼，然后在测试罐内加入3%wt纳米颗粒水溶液，并在室温下测定30min的失水量。
实施例三：
①在淡水中加入4%wt膨润土、2%wt的超细碳酸钙（2500目），高速搅拌后，在室温下放置24h。
②按照高温高压滤失量测试程序在室温下进行30min，得到滤饼。
③将压制滤饼后的实验浆倒掉，并利用无水乙醇清洗测试罐内的虚泥饼，特别是泥饼上粘附的一层虚泥饼，然后在测试罐内加入3%wt纳米颗粒水溶液，并在室温下测定30min的失水量。
上述实验步骤中，对测试罐虚泥饼的清洗，是为了减少其疏松结果对泥饼形成过程的影响，保证实验结果的准确。同时，采用无水乙醇（或者丙酮、醋酸丁酯）清洗测试罐中的虚泥饼，主要是因为使用清水清洗，有可能会因为水的加入而导致测量结果的误差。而采用无水乙醇不仅可以清洗掉虚泥饼，而且利用其挥发特性，减少了其他液体对实验的影响。
Claims (5)
1.一种钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法，其特征在于：
（1）土浆的配制
在水中加入加入3~5% wt膨润土、0.1~3t%wt微米级颗粒，高速搅拌后，在室温下放置16~24h；
（2）压制滤饼
（3）失水量测定
将压制滤饼后的实验浆倒掉，用易挥发溶液清洗测试罐内的虚泥饼，然后在测试罐内加入1~3% wt纳米颗粒水溶液，测定失水量。
2.根据权利要求1所述的钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法，其特征在于：所述微米级颗粒包括不同粒径的超细碳酸钙或聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1或2所述的钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法，其特征在于：易挥发溶液包括无水乙醇。
4.根据权利要求3所述的钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法，其特征在于：压制滤饼按照高温高压滤失量测试程序要求进行。
5.根据权利要求4所述的钻井液用纳米颗粒封堵效果评价方法，其特征在于：压制滤饼和测定失水量时的温度为室温或者120~150℃。
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