[發明專利]一種頁巖水基鉆井液封堵性能的評價泥餅及制備方法

有效

• 申請號: 201610289994.2
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105866339B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 王平全;敬玉娟;王秋潤;白楊;楊萍;陳婷;陶鵬;石晛;鄧嘉丁
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N15/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 王崇

技術領域

本發明涉及一種用于鉆進頁巖時的水基鉆井液封堵性能的評價泥餅及制備方法，按照此方法制得泥餅薄而致密其滲透率能達到頁巖地層的數量級，特別適用于頁巖井水基鉆井液封堵性能好壞的評價。

背景技術

由于頁巖地層裂縫發育、水敏性強，在長水平段鉆井中，特別容易發生井漏、垮塌、縮徑等問題，要求鉆井液具有良好的封堵效果。因此，頁巖封堵效果評價成為了頁巖氣開發的又一新課題。

為保持頁巖儲層水平井井壁穩定，目前國外最有效的措施就是采用油基鉆井液體系，其根源在于頁巖水敏性強極易破碎坍塌，加上鉆長段水平井的需要，因此要求鉆井液具有較強的抑制、封堵、潤滑、井眼凈化能力。目前只有油基鉆井液才能滿足此要求，但是其成本高、環保壓力大。因此鉆井液已成為我國頁巖氣能否工業化開發的重大障礙。

從國內外頁巖氣井鉆井液初始設計分析，石油工作者們將鉆井液類型直接定位為油基鉆井液，其根源在于頁巖井段微裂縫發育、易破碎坍塌，水敏性強、不允許含有水的濾液進入地層，破壞產層。因此，如何降低濾液進入地層，是運用水基鉆井液鉆進頁巖氣井要解決的首要問題。通過優選封堵劑種類封堵頁巖井段微裂縫，有效控制濾液進入地層，降低失水，防止頁巖遇水垮塌具有十分重要的意義，而頁巖水基鉆井液封堵評價方法對優選封堵劑至關重要，到目前為止，國內還沒有一套具體的能評價頁巖水基鉆井液封堵性能好壞的方法。

發明內容

本發明的目的是：為了克服使用水基鉆井液鉆進頁巖地層時由于裂縫發育，水敏性強造成井壁失穩問題，抑制頁巖地層水化坍塌，能優選有效的封堵劑，為此特提供一種頁巖水基鉆井液封堵性能的評價泥餅及制備方法用于模擬頁巖地層，達到優選封堵劑加量及評價頁巖水基鉆井液封堵性能。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種頁巖水基鉆井液封堵性能的評價泥餅，其特征是制備該評價泥餅所用原料的組分及其含量為，其質量單位為克：重晶石(粒徑為0.89毫微米)100；聚丙烯酰胺10；聚丙烯酸鈉50；API重晶石200；疏水締合聚合物7；自來水1000。

本發明一種頁巖水基鉆井液封堵性能的評價泥餅的制備方法，步驟如下：

先量取1000克的自來水，用GJS-B12K電動攪拌機在低速500r/min電動攪拌下加入100克粒徑為0.89毫微米的重晶石，在高速8000r/min下攪拌30分鐘；再加入10克聚丙烯酰胺在10000r/min高速電動攪拌30分鐘；然后加入50克聚丙烯酸鈉攪拌30分鐘；再加入200克API重晶石攪拌30分鐘；最后加入7克疏水締合聚合物攪拌30分鐘后，將其裝入高溫高壓測失水儀的釜體中，在壓力為3.5Mpa、常溫下2小時壓制得本頁巖水基鉆井液封堵性能的評價泥餅，通過試驗測得，該評價方法所制的泥餅，平均厚度2.24mm，在測試滲透率時，失水量隨時間呈線性增長，每分鐘平均失水量為0.3595mL，平均滲透率1.42×10^-4mD，達到頁巖地層滲透率數量級，能夠有效模擬頁巖地層，因此能有效優選頁巖水基鉆井液封堵劑加量 及評價頁巖水基鉆井液封堵性，該評價泥餅評價頁巖水基鉆井液封堵性能的方法是：用高溫高壓失水儀采用上述制的評價泥餅對封堵劑的封堵效果進行測試。第一步通過達西定律測得評價泥餅模擬頁巖地層滲透率，K₀＝1.42×10^-4mD；第二步用高溫高壓失水儀測得目標封堵劑或封堵體系封堵該泥餅后的泥餅滲透率K`；第三步用上面測得K<sub>0</sub>、K`計算出該封堵劑封堵泥餅后滲透率降低率K_r＝(K₀-K`)/K₀；最后比較其滲透率降低率，從而優選頁巖水基鉆井液封堵劑加量及評價頁巖水基鉆井液封堵性能的效果。

根據上述制備方法所用0.89毫微米的重晶石、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、API重晶石、疏水締合聚合物均為市場上常見的銷售產品，購置時嚴格按行業標準或企業標準檢驗，合格者才能使用。具體見表1。

表1一種頁巖水基鉆井液封堵性能的評價泥餅制備所用基本原料明細表