一种钻井液封堵性能评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油勘探中钻井液性能评价方法，具体涉及一种钻井液封堵性能评价方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]这些技术的缺点或不足是:①多数为较复杂的较大型仪器，实验操作比较繁琐，实验时间长，适于室内研究，不能在钻井现场进行实验评价；②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)封堵效果，评价效果有一定的局限性。③钻井液HTHP滤失量、HTHP渗透失水等指标都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】
[0005]本发明的目的是克服上述技术的不足，提供一种既能针对一般性的钻井液封堵性能进行评价(如岩石裂缝封堵、孔隙封堵)，又能针对泥页岩地层微裂缝封堵效果进行评价，提高评价方法的适用性和简便性的钻井液封堵性能评价方法。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
一种钻井液封堵性评价方法，其特征在于利用声波测速仪测定钻井液浸泡后的岩心切片的声波传递速率，从而考察钻井液的封堵性能。
[0007]依据上述方案的具体实施步骤包括:
①对同一岩心进行切片、编号，测量岩心高度和长度，排空岩心的空气。
[0008]②将处理好的岩心放入盛有钻井液的高温高压滤失量测定仪的滤液器中，升温至150°C、加压至 4.1MPa 下，静止 6_10h。
[0009]③取出岩心后，清洗岩心表面沉积物，然后声波测速仪上测量声波传递速率；
④通过几种不同钻井液的声波传递速率结果，比较出钻井液对岩心封堵效果的高低。
[0010]上述方案还包括:
步骤(1)把岩心放在水溶液中抽空以除去岩样中的空气；步骤(2)滤液器中盛有的钻井液的量必须能包覆住岩心，形成钻井液浸泡。
[0011]所述高温高压滤失量测定仪为42型高温高压滤失量测定仪；所述声波测速仪为CWT-200声波测速仪。
[0012]步骤(2)中按标准行业标准SY/T5621-93的要求升温、加压。
[0013]该方法的机理如下:通过岩心切片在高温高压条件下钻井液中的浸泡，来模拟钻井液对地层岩石的封堵情况，然后利用CWT-200声波测速仪测定岩心切片的相对岩石强度，从而反映出钻井液的封堵性能。
[0014]本发明具有如下优点:
①本发明实验周期短，可操作性强，实验过程简单，装置方便携带，可以室内用于实验研究，也可在钻井现场用于评价钻井液性能，适用性强。
[0015]②本发明能较好的模拟钻井液对地层岩石的封堵情况，评价效果更加真实，对钻井施工的指导性更强。
[0016]③本发明综合考虑了岩石微裂缝、较大裂缝及孔隙的封堵情况，使用范围更广。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。
[0018]综合实施例1
一种钻井液封堵性能评价方法主要是利用CWT-200声波测速仪测定钻井液浸泡后的岩心切片的声波传递速率，从而考察钻井液的封堵性能。
[0019]该方法的实施步骤如下:
①对同一岩心进行切片、编号，测量岩心高度和长度，把岩心放在地层水溶液中抽空以除去岩样中的空气。
[0020]②将处理好的岩心放入盛有钻井液的高温高压滤失量测定仪滤液器中，按标准程序升温、加压，在150°C、4.1MPa下静止8h。
[0021]③取出岩心后，清洗岩心表面沉积物，然后在CWT-200声波测速仪上测量声波传递速率。
[0022]④通过几种不同钻井液的声波传递速率结果，可以比较出钻井液对岩心封堵效果的闻低。
[0023]具体实施例2:
①对同一岩心进行切片、编号，测量岩心高度和长度，把岩心放在地层水溶液中抽空以除去岩样中的空气。
[0024]②将处理好的岩心分别放入盛有钻井液A及钻井液B的42型高温高压滤失量测定仪滤液器中，按标准程序升温、加压(见行业标准SY/T5621-93)，在150°C、4.1MPa下静止8h (实验期间，测定仪下阀杆一直关闭)。
[0025]③取出岩心后，清洗岩心表面沉积物，然后在CWT-200声波测速仪上测量声波传递速率。
[0026]实验结果如下:
钻井液A的声波传递速率为15389m/s，钻井液B的声波传递速率为13406m/s。从结果可以看出，钻井液B对岩石的封堵性要比钻井液A的强。
[0027]具体实施例3:
①对同一岩心进行切片、编号，测量岩心高度和长度，把岩心放在地层水溶液中抽空以除去岩样中的空气。
[0028]②将处理好的岩心分别放入盛有钻井液C及钻井液D的42型高温高压滤失量测定仪滤液器中，按标准程序升温、加压(见行业标准SY/T5621-93)，150°C、4.1MPa下静止8h(实验期间，测定仪下阀杆一直关闭)。
[0029]③取出岩心后，清洗岩心表面沉积物，然后在CWT-200声波测速仪上测量声波传递速率。
[0030]实验结果如下:
钻井液c的声波传递速率为9030m/s，钻井液D的声波传递速率为12627m/s。从结果可以看出，钻井液C对岩石的封堵性要比钻井液D的强。
[0031]其中，CWT-200声波测速仪器主要由主机和岩心夹持器、计算机组成，是运用连续波技术来对小型样本进行超声波速测量的仪器，可根据测得的速度，评估钻井岩屑的力学特性。将岩心样本平整放置于岩心夹持器中，通过超声传感器部件传送压缩波或偏振剪切波，数据采集系统进行数据收集整理计算出声波传递速率。
【主权项】
1.一种钻井液封堵性评价方法，其特征在于利用声波测速仪测定钻井液浸泡后的岩心切片的声波传递速率，从而考察钻井液的封堵性能。2.根据权利要求1所述的钻井液封堵性评价方法，其特征在于包括: ①对同一岩心进行切片、编号，测量岩心高度和长度，排空岩心的空气， ②将处理好的岩心放入盛有钻井液的高温高压滤失量测定仪的滤液器中，升温至150°C、加压至 4.1MPa 下，静止 6-10h, ③取出岩心后，清洗岩心表面沉积物，然后声波测速仪上测量声波传递速率， ④通过几种不同钻井液的声波传递速率结果，比较出钻井液对岩心封堵效果的高低。3.根据权利要求2所述的钻井液封堵性评价方法，其特征在于，步骤(1)把岩心放在水溶液中抽空以除去岩样中的空气；步骤(2)滤液器中盛有的钻井液的量必须能包覆住岩心，形成钻井液浸泡。4.根据权利要求3所述的钻井液封堵性评价方法，其特征在于，所述高温高压滤失量测定仪为42型高温高压滤失量测定仪；所述声波测速仪为CWT-200声波测速仪。5.根据权利要求2或3、4所述的钻井液封堵性评价方法，其特征在于，步骤(2)中按标准行业标准SY/T5621-93的要求升温、加压。
【专利摘要】本发明提供一种钻井液封堵性能评价方法，通过岩心切片在高温高压条件下钻井液中的浸泡，来模拟钻井液对地层岩石的封堵情况，然后利用CWT-200声波测速仪测定岩心切片的相对岩石强度，从而反映出钻井液的封堵性能。本发明实验周期短，可操作性强，实验过程简单，装置方便携带，可以室内用于实验研究，也可在钻井现场用于评价钻井液性能；本发明能较好的模拟钻井液对地层岩石的封堵情况，评价效果更加真实，对钻井施工的指导性更强。
【IPC分类】G01N29/024
【公开号】CN105445365
【申请号】CN201410501704
【发明人】刘振东, 李公让, 高杨, 周守菊, 张斌, 卜凡康
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月27日