CN111539101B - 一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,选取不同粒径的刚性颗粒堵漏剂,确定每一种粒径的刚性颗粒堵漏剂的浓度与裂缝最高封堵压力的关系,得到不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的标定使用浓度,从而确定了不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的组合方式;之后通过确定不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂浓度与裂缝最高封堵压力之间关系,完成不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂浓度的选择,进而完成不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度的优选。本发明的方法克服了以往堵漏剂浓度选择的盲目性,为堵漏剂的充分利用和提高堵漏效果给予技术支撑,并为致密油、致密气和页岩油、页岩气地层堵漏时堵漏剂的浓度的选择提供理论支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,属于钻井液堵漏领域。
背景技术
井漏是钻井过程中常见的井下复杂情况之一,堵漏技术是国内外研究学者长期研究的重要方向之一。近年来,页岩气开发在我国发展十分迅速,与水基钻井液相比,油基钻井液几乎不与水敏性地层矿物发生反应,具有抑制性强,润滑性好等优点,是钻探各类页岩、泥岩等复杂地层的重要手段。由于页岩地层的不稳定性以及页岩地层孔隙、微裂缝发育普遍,易发生油基钻井液漏失,此外油基钻井液成本高,漏失将造成很大的材料浪费,产生巨大的经济损失,并延误钻井周期。
目前,在封堵裂缝性漏失时,传统堵漏材料与微裂缝的匹配能力较差,易造成堵漏材料的漏失,难以对漏失通道形成有效封堵,井漏问题依然没有很好的解决。针对微裂缝中堵漏材料的漏失问题,国内外学者提出了一系列颗粒粒径优选方法,如添加具有一定颗粒粒径分布的堵漏材料。堵漏材料进入地层裂缝后,会呈现出四种封堵状态:封门、封喉、封腰、封尾。但是,根据施工过程来看,过于依赖现场操作人员的个人经验,堵漏颗粒与微裂缝的匹配能力较差,没有建立裂缝和堵漏颗粒粒径之间的匹配关系,导致堵漏材料浓度的选择存在盲目性,从而使堵漏材料浓度和粒度没有很好的与裂缝内部尺寸相匹配,造成堵漏效果不佳及钻井液成本增加。
因此,针对裂缝性漏失,急需开发一种裂缝地层堵漏用不同粒径堵漏剂浓度的优选方法,为堵漏材料的充分利用和提高堵漏效果给予技术支撑,并为致密油、致密气和页岩油、页岩气地层堵漏时不同粒径堵漏剂颗粒浓度的选择提供理论支持。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法。本发明选取不同粒径的刚性颗粒堵漏剂,确定每一种粒径的刚性颗粒堵漏剂的浓度与裂缝最高封堵压力的关系,得到不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的标定使用浓度,根据上述标定使用浓度确定了不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的组合方式;之后通过确定不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂浓度与裂缝最高封堵压力之间关系,完成不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂浓度的选择,进而完成不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度的优选。本发明的方法克服了以往堵漏剂浓度选择的盲目性,为堵漏剂的充分利用和提高堵漏效果给予技术支撑,并为致密油、致密气和页岩油、页岩气地层堵漏时不同粒径堵漏剂的浓度的选择提供理论支持。
本发明的技术方案如下:
一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,包括以下步骤:
(1)确定钢制裂缝岩心模型;
(2)选择刚性颗粒堵漏剂A,将其分散在油基钻井液中,分别配制不同质量浓度的刚性颗粒堵漏剂A分散液;分别测试所制备的刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力;以刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度为横坐标,所对应的裂缝最高封堵压力为纵坐标,绘制关系曲线,拟合得到刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式,从而得到刚性颗粒堵漏剂A的标定使用浓度CA;
(3)依次选择不同粒径的刚性颗粒堵漏剂B、C、…,重复步骤(2),得到刚性颗粒堵漏剂B、C、…的标定使用浓度CB、CC、…;
(4)将不同粒径的刚性颗粒堵漏剂A、B、C、…按质量比CA:CB:CC:…的比例混合后分散于油基钻井液中,配制总质量浓度不同的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液;分别测试所制备的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的裂缝最高封堵压力,以刚性颗粒堵漏剂分散液的总质量浓度为横坐标,所对应的裂缝最高封堵压力为纵坐标,绘制关系曲线,拟合得到不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式;
(5)根据钻井液在实际堵漏施工中承压堵漏要求,确定需要达到的承压堵漏强度,代入上述步骤(4)中的关系式,即可算出可达到此堵漏强度的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度,根据质量比计算出不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的使用浓度,进而完成不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度的优选。
根据本发明优选的,步骤(1)中根据现场实际测井的岩心数据,结合邻井测井资料和数值模拟结果,判断地层裂缝宽度,确定钢制裂缝岩心模型;所述钢制裂缝岩心模型可通过市购或自制得到。
根据本发明优选的,步骤(2)中,刚性颗粒堵漏剂A分散液的质量浓度的选择范围为1-8%,刚性颗粒堵漏剂分散液的质量浓度在上述范围内均匀取值。
根据本发明优选的,步骤(2)中,刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力的测试方法包括步骤:利用高温高压动态堵漏评价装置,设置温度为50-150℃,模拟地层温度;将刚性颗粒堵漏剂A分散液注入模拟钢制裂缝岩心模型中,直至刚性颗粒充填满裂缝,裂缝出口端不再有液体流出,注入完毕后,向模拟钢制裂缝岩心模型中注入钻井液,测试钻井液漏失时所对应的最大压力即为刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力。
根据本发明优选的,步骤(2)中,刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力之间的关系曲线的绘制及关系式的拟合步骤为:绘制刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力关系的散点图;散点图上快速上升段的第一个点定义为第一拐点Ⅰ点,将快速上升后趋于平稳的第一个点定义为第二拐点Ⅱ点,对该上升段散点进行直线线性拟合,以最小的拟合度值R2(R2≥0.95)为标准,若散点拟合度值R2<0.95时,则Ⅰ点右移,重新与Ⅱ点之间的散点进行直线线性拟合,直到R2≥0.95为止,选取右移之后的点为第一拐点,将第一拐点与第二拐点之间的散点进行直线线性拟合得到刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式;若散点拟合度值R2≥0.95时,则Ⅰ点左移,重新与Ⅱ点之间的散点进行直线线性拟合,直到R2<0.95为止,选取R2≥0.95时最左侧的点为第一拐点,将第一拐点与第二拐点之间的散点进行直线线性拟合得到刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式;
进一步优选的,拟合直线与横坐标(质量浓度)的交点为刚性颗粒堵漏剂A的标定使用浓度CA;
进一步优选的,所述拟合方法为最小二乘法。
根据本发明优选的,步骤(3)中,刚性颗粒堵漏剂B、C、…分散液的质量浓度选择范围与步骤(2)相同。
根据本发明优选的,步骤(2)和步骤(3)中所用刚性颗粒堵漏剂为核桃壳、陶瓷粒、橡胶粒和贝壳中的一种,使用时刚性颗粒堵漏剂A、B、C…可以为同一种堵漏材料也可以不同。在漏失通道中相互堆积形成封堵层,可以有效封堵漏失层。
根据本发明优选的,所设定使用的不同粒径的刚性颗粒堵漏剂A、B、C…的原始粒径与裂缝缝宽相比均满足“1/3”架桥原理,使用的刚性颗粒堵漏剂的粒径应介于1/3至1个岩心裂缝宽度,刚性颗粒堵漏剂的粒径在1/3至1个岩心裂缝宽度范围内均匀取值。
根据本发明,所涉及的刚性颗粒堵漏剂分散到油基钻井液中,堵漏剂颗粒之间相互挤压堆积形成致密堆积层,从而有效封堵钻井液漏失通道。所述油基钻井液为本领域常用油基钻井液。
根据本发明,步骤(4)中,刚性颗粒堵漏剂的总质量为各不同粒径的刚性颗粒堵漏剂质量之和;不同粒径刚性颗粒堵漏剂质量比为定值,为其标定使用浓度之比,通过调节不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量,配置成不同总质量浓度的分散液。
根据本发明优选的,步骤(4)中,不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的裂缝最高封堵压力的测试方法与步骤(2)相同。
根据本发明优选的,步骤(4)中,不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的质量浓度选择范围与步骤(2)相同。
根据本发明优选的,步骤(4)中所述拟合方法为最小二乘法。
根据本发明,步骤(5)中所述承压堵漏强度为不同粒径的刚性颗粒堵漏剂以所对应的标定使用浓度比为质量比组合后对裂缝封堵后的最高突破压力,与所述的裂缝最高封堵压力一致。
本发明的技术特点及有益效果
(1)本发明的方法,通过模拟地层裂缝封堵实验,选取不同粒径的刚性颗粒堵漏剂,确定每一种粒径的刚性颗粒堵漏剂的质量浓度与裂缝最高封堵压力的关系,计算得到不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的标定使用浓度,根据上述标定使用浓度确定了不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的组合方式;之后通过确定不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂浓度与裂缝最高封堵压力之间关系,完成不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂浓度的选择,进而完成不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度的优选。
(2)本发明的方法,操作步骤简单,测试成本低;根据最高封堵压力-总质量浓度的关系式,可计算某一堵漏强度下不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度,根据质量比计算出不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的各个使用浓度,完成不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度的优选;本发明的方法能够更准确建立不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系,提高堵漏材料在漏失通道的匹配能力,克服以往堵漏材料浓度选择的盲目性,提高堵漏材料的封堵效果;本发明为不同粒径的堵漏剂的质量浓度配比优选及提高堵漏效果提供方法指导,为后续地层堵漏时堵漏剂浓度的选择提供理论支持。
附图说明
图1粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂质量浓度与裂缝最高封堵压力拟合曲线图1。
图2粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂质量浓度与裂缝最高封堵压力拟合曲线图2。
图3粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂质量浓度与裂缝最高封堵压力拟合曲线图1。
图4粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂质量浓度与裂缝最高封堵压力拟合曲线图2。
图5粒径为2.0mm的刚性颗粒堵漏剂质量浓度与裂缝最高封堵压力拟合曲线图1。
图6粒径为2.0mm的刚性颗粒堵漏剂质量浓度与裂缝最高封堵压力拟合曲线图2。
图7为不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例中所用原料均为常规原料,可市购获得;所述方法,如无特殊说明均为常规方法、现有技术;所使用的装置为现有装置。
实施例中所用刚性颗粒堵漏剂为陶瓷粒,用筛网选出不同粒径的刚性堵漏颗粒备用。
实施例中所选不同粒径的刚性颗粒堵漏剂A、B和C的粒径分别为1.0mm、1.5mm、2.0mm。
实施例
一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,包括以下步骤:
(1)确定钢制裂缝岩心模型
根据实际地层岩心数据,结合邻井测井资料和数值模拟结果,判断地层裂缝平均宽度为2mm。因此,通过自制得到裂缝宽度为2mm、裂缝长度为200mm、裂缝高度为10mm的钢柱耐压裂缝岩心模型,裂缝体积约为2000mm3(2.0mL)。
(2)将粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂A分散在油基钻井液中,分别配制质量浓度为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%的刚性颗粒堵漏剂A分散液。
采用模拟裂缝实验装置分别测试所制备的刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力,步骤如下:通过高温高压堵漏评价装置,打开高温高压堵漏评价仪的加热开关,在温控仪上设置温度到80℃,模拟地层温度;向装有钢制裂缝岩心模型的夹持器中注入上述刚性颗粒堵漏剂A分散液,直至刚性颗粒充填满裂缝,裂缝出口端不再有液体流出;注入完毕后,开启恒流泵,缓慢向装有钢制裂缝岩心模型的夹持器中注入钻井液,实时记录注入压力,直至钻井液漏失时所对应的最大压力即为刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力。
粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂A分散液的质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力的数据如下表1所示。
表1粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂A分散液的质量浓度与裂缝最高封堵压力的数据表
质量浓度 | 1% | 2% | 3% | 4% | 5% | 6% | 7% | 8% |
裂缝最高封堵压力/MPa | 0.53 | 0.67 | 0.81 | 1.52 | 2.09 | 4.43 | 4.97 | 5.42 |
根据上述实验测试结果,绘制刚性颗粒堵漏剂A质量浓度与裂缝最高封堵压力关系的散点图,对散点图上快速上升段第一拐点Ⅰ点(质量浓度为5%的点)与快速上升后趋于平稳的第二拐点Ⅱ点(质量浓度为6%的点)之间散点进行直线线性拟合:如图1所示,R2=1>0.95;将Ⅰ点左移一个点至质量浓度为4%的点,与第二拐点Ⅱ点(质量浓度为6%的点)之间的散点重新拟合,如图2所示,R2=0.89<0.95,则粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式为:y=234x-9.6100,R2=1,当y=0时,计算得到x为0.041,则粒径为1.0mm的刚性颗粒堵漏剂A的标定使用浓度为4.1%。
(3)按照步骤(2)的方法测试粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂B分散液的质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力,如下表2所示。
表2粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂B分散液的质量浓度与裂缝最高封堵压力的数据表
质量浓度 | 1% | 2% | 3% | 4% | 5% | 6% | 7% | 8% |
裂缝最高封堵压力/MPa | 0.64 | 0.73 | 1.21 | 1.56 | 3.43 | 4.67 | 5.23 | 5.54 |
根据上述实验测试结果,绘制刚性颗粒堵漏剂B的质量浓度与最高封堵压力关系的散点图,对散点图快速上升段第一拐点Ⅰ点(质量浓度为4%的点)与快速上升后趋于平稳的第二拐点Ⅱ点(质量浓度为6%的点)之间散点进行直线线性拟合,如图3所示,R2=0.9768>0.95;将Ⅰ点左移一个点至质量浓度为3%的点,与第二拐点Ⅱ点(质量浓度为6%的点)之间散点重新拟合,如图4所示,R2=0.9436<0.95,则粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂B分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式为:y=155.5x-4.5217,R2=0.9768,经计算,粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂B的标定使用浓度为2.9%。
按照步骤(2)的方法测试粒径为2.0mm的刚性颗粒堵漏剂C分散液的质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力的数据如下表3所示:
表3粒径为2.0mm的刚性颗粒堵漏剂C分散液的质量浓度与裂缝最高封堵压力的数据表
质量浓度 | 1% | 2% | 3% | 4% | 5% | 6% | 7% | 8% |
裂缝最高封堵压力/MPa | 0.78 | 0.89 | 1.76 | 2.13 | 3.97 | 5.12 | 5.45 | 5.61 |
根据上述实验测试结果,绘制刚性颗粒堵漏剂C的质量浓度与最高封堵压力关系的散点图,对散点图快速上升段第一拐点Ⅰ点(质量浓度为4%的点)与快速上升后趋于平稳的第二拐点Ⅱ点(质量浓度为6%的点)之间散点进行直线线性拟合:如图5所示,R2=0.9826>0.95;将Ⅰ点左移一个点至质量浓度为3%的点,与第二拐点Ⅱ点(质量浓度为6%的点)之间散点重新拟合,如图6所示,R2=0.9485<0.95,则粒径为2.0mm的刚性颗粒堵漏剂C分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式为:y=149.5x-3.7350,R2=0.9826,经计算,粒径为1.5mm的刚性颗粒堵漏剂C的标定使用浓度为2.5%。
(4)将粒径分别为1.0mm、1.5mm、2.0mm的刚性颗粒堵漏剂A、B、C按质量比4.1%:2.9%:2.5%的比例混合后分散在油基钻井液中,配制刚性颗粒堵漏剂总质量浓度分别为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%的刚性颗粒堵漏剂分散液,按照步骤(2)中的方法测试所制备的分散液的裂缝最高封堵压力,其结果如表4所示。
表4不同粒径组合刚性颗粒堵漏剂分散液总质量浓度与裂缝最高封堵压力的数据表
总质量浓度 | 1% | 2% | 3% | 4% | 5% | 6% | 7% | 8% |
裂缝最高封堵压力/MPa | 0.94 | 1.03 | 1.98 | 2.62 | 4.35 | 5.49 | 5.67 | 6.01 |
根据上述实验测试结果,将不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的总质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力进行多项式拟合,如图7所示,得到不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系曲线,不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式为y=-113.69x2+94.696x-0.4602。
对比例
对比例中采用对不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度不进行优选的方法,测试裂缝最大的承压封堵能力,与实施例中刚性颗粒堵漏剂浓度优选进行对比,包括以下步骤:
(1)确定钢制裂缝岩心模型
根据实际地层岩心,结合邻井测井资料和数值模拟结果,判断地层裂缝平均宽度为2mm。因此,通过自制得到裂缝宽度为2mm、裂缝长度为200mm、裂缝高度为10mm的钢柱耐压裂缝岩心模型,裂缝体积约为2000mm3(2.0mL)。
(2)将粒径为1.0mm、1.5mm、2.0mm的刚性颗粒堵漏剂A、B、C按质量比1:1:1的比例混合后分散在油基钻井液中,分别配制刚性颗粒堵漏剂总质量浓度为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%的刚性颗粒堵漏剂分散液。
上述刚性颗粒堵漏剂分散液的总质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力的数据如下表5所示:
表5不同粒径组合刚性颗粒堵漏剂分散液总质量浓度与裂缝最高封堵压力的数据表
总质量浓度 | 1% | 2% | 3% | 4% | 5% | 6% | 7% | 8% |
裂缝最高封堵压力/MPa | 0.81 | 0.88 | 1.69 | 2.23 | 3.69 | 5.01 | 5.37 | 5.41 |
由表中数据可以看出,没有经过优选的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的堵漏效果比按照本发明提供方法优选后的堵漏效果差。
Claims (9)
1.一种基于刚性颗粒堵漏剂粒径优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,包括以下步骤:
(1)确定钢制裂缝岩心模型;
(2)选择刚性颗粒堵漏剂A,将其分散在油基钻井液中,分别配制不同质量浓度的刚性颗粒堵漏剂A分散液;分别测试所制备的刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力;以刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度为横坐标,所对应的裂缝最高封堵压力为纵坐标,绘制关系曲线,拟合得到刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式,从而得到刚性颗粒堵漏剂A的标定使用浓度CA;
刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与所对应的裂缝最高封堵压力之间的关系曲线的绘制及关系式的拟合步骤为:绘制刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力关系的散点图;散点图上快速上升段的第一个点定义为第一拐点Ⅰ点,将快速上升后趋于平稳的第一个点定义为第二拐点Ⅱ点,对该上升段散点进行直线线性拟合,以最小的拟合度值R2为标准,若散点拟合度值R2<0.95时,则Ⅰ点右移,重新与Ⅱ点之间的散点进行直线线性拟合,直到R2≥0.95为止,选取右移之后的点为第一拐点,将第一拐点与第二拐点之间的散点进行直线线性拟合得到刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式;若散点拟合度值R2≥0.95时,则Ⅰ点左移,重新与Ⅱ点之间的散点进行直线线性拟合,直到R2<0.95为止,选取R2≥0.95时最左侧的点为第一拐点,将第一拐点与第二拐点之间的散点进行直线线性拟合得到刚性颗粒堵漏剂A分散液质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式;
(3)依次选择不同粒径的刚性颗粒堵漏剂B、C、…,重复步骤(2),得到刚性颗粒堵漏剂B、C、…的标定使用浓度CB、CC、…;
(4)将不同粒径的刚性颗粒堵漏剂A、B、C、…按质量比CA:CB:CC:…的比例混合后分散于油基钻井液中,配制总质量浓度不同的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液;分别测试所制备的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的裂缝最高封堵压力,以刚性颗粒堵漏剂分散液的总质量浓度为横坐标,所对应的裂缝最高封堵压力为纵坐标,绘制关系曲线,拟合得到不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度与裂缝最高封堵压力之间的关系式;
(5)根据钻井液在实际堵漏施工中承压堵漏要求,确定需要达到的承压堵漏强度,代入上述步骤(4)中的关系式,即可算出可达到此堵漏强度的不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂的总质量浓度,根据质量比计算出不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的使用浓度,进而完成不同粒径的刚性颗粒堵漏剂浓度的优选。
2.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(1)中根据现场实际测井的岩心数据,结合邻井测井资料和数值模拟结果,判断地层裂缝宽度,确定钢制裂缝岩心模型;所述钢制裂缝岩心模型可通过市购或自制得到。
3.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(2)中,刚性颗粒堵漏剂A分散液的质量浓度的选择范围为1-8%,刚性颗粒堵漏剂分散液的质量浓度在上述范围内均匀取值。
4.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(2)中,刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力的测试方法包括步骤:利用高温高压动态堵漏评价装置,设置温度为50-150℃,模拟地层温度;将刚性颗粒堵漏剂A分散液注入模拟钢制裂缝岩心模型中,直至刚性颗粒充填满裂缝,裂缝出口端不再有液体流出,注入完毕后,向模拟钢制裂缝岩心模型中注入钻井液,测试钻井液漏失时所对应的最大压力即为刚性颗粒堵漏剂A分散液的裂缝最高封堵压力。
5.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(2)中拟合直线与横坐标的交点为刚性颗粒堵漏剂A的标定使用浓度CA;所述拟合方法为最小二乘法。
6.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(3)中,刚性颗粒堵漏剂B、C、…分散液的质量浓度选择范围与步骤(2)相同。
7.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(3)中所用刚性颗粒堵漏剂为核桃壳、陶瓷粒、橡胶粒和贝壳中的一种;使用的不同粒径的刚性颗粒堵漏剂的原始粒径与裂缝缝宽相比均满足“1/3”架桥原理,使用的刚性颗粒堵漏剂的粒径应介于1/3至1个岩心裂缝宽度,刚性颗粒堵漏剂的粒径在1/3至1个岩心裂缝宽度范围内均匀取值。
8.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(4)中,不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的裂缝最高封堵压力的测试方法与步骤(2)相同。
9.根据权利要求1所述的优选裂缝地层堵漏用刚性颗粒堵漏剂浓度的方法,其特征在于,步骤(4)中,不同粒径组合的刚性颗粒堵漏剂分散液的质量浓度选择范围与步骤(2)相同;所述拟合方法为最小二乘法。
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