[發明專利]一種鉆井流體對巖層的穩定性評價方法

在審

• 申請號: 201810839486.6
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109115628A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 胡祖彪;王清臣;何恩之;李德波;孫歡;孟凡金;侍德益;魏艷;肖劍峰;胡延霞
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 李新苗

本發明屬于石油鉆井技術領域，具體涉及一種鉆井流體對巖層的穩定性評價方法。本發明將地層中真實的巖心塊進入到不同流體中，并在所需達到的溫度和壓力的條件下進行一定時間的滾動，來模擬鉆井時井下不同流體穩定巖層能力的強弱，如穩定性較差，則在滾動過程中巖石塊直接崩裂，如穩定性較強，則巖心塊保持完好，將保持完好的巖心塊用壓力機測試抗壓強度，穩定性越強的巖心塊則抗壓強度越大，并依據壓力強度來評價不同流體穩定巖層的能力強弱。本發明過程簡單、可操作性強、實驗周期短；既貼近地層真實巖層的實際情況，又能模擬高溫高壓狀態，評價效果更貼近現實的井下情況；實驗結果同時兼顧數據和實物現象的評價方法，非常值得推廣應用。

技術領域

本發明屬于石油鉆井技術領域，具體涉及一種鉆井流體對巖層的穩定性評價方法。

背景技術

保證巖層穩定是石油鉆井最重要的工作之一。當鉆井流體穩定巖層的能力較弱時，巖層就會失穩坍塌，從而阻礙鉆井工作的持續進行，因此在進行石油鉆井時，很有必要加強鉆井流體對巖層的穩定性，確保鉆井施工的正常進行。

在室內對不同流體的泥巖穩定性的評價，可以給現場施工進行針對性的指導，穩定巖層，保證鉆井施工的正常進行。目前，進行泥巖穩定性的評價方法較多，比如人工巖心膨脹量實驗，通過用人為壓制的膨潤土巖心來模擬井筒巖心，并將其浸入待評價流體中，測量巖心的膨脹伸長率。《油田化學》1999年第4期“破碎性地層鉆井液防塌劑評價方法及應用”中提出使用一種高溫高壓動態失水儀，使用人造巖心，通過測量濾失量來確定泥餅的封堵能力，試驗用巖心不能重復使用。

這些技術的缺點或不足是：①使用的巖心基本都為人造巖心，和井下地層的實際情況差異性加大，不能較客觀反應地層的真實情況；②使用的儀器復雜、實驗步驟繁瑣，實驗時間長，不能在短時間內對大量不同的流體進行快速評價；③實驗結果不直觀，評價結果只有數據，說服力不強。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鉆井流體對巖層的穩定性評價方法，克服現有技術中存在的問題，為鉆井現場應用提供技術支持。

本發明的另一個目的在于提供一種模擬鉆井時井下不同流體穩定巖層能力的強弱方法。

本發明提供的技術方案如下：

一種鉆井流體對巖層的穩定性評價方法，將規則形狀的天然地層巖心塊浸入鉆井流體中熱滾，測定熱滾后的天然巖心塊抗壓強度，抗壓強度大于10MPa時鉆井流體對巖層的穩定性高，可用于該巖層鉆井。

一種鉆井流體對巖層的穩定性評價方法，具體步驟如下：

步驟1）將同一地層同一巖性的天然巖心用巖石切割機切割成多塊尺寸相等的正方體巖心塊；

步驟2）在老化罐中加入待評價鉆井流體，將多塊天然巖心塊浸入待評價鉆井流體中；

步驟3）將老化罐密封放入滾子加熱爐，并設定滾動溫度和滾動時間；

步驟4）熱滾完成后，觀察老化罐中的天然巖心塊是否有崩裂，如有崩裂，則該待評價鉆井流體不能用于該巖層鉆井；

如天然巖心塊全部完好，則用壓力試驗機測量多塊天然巖心塊的抗壓強度，并取平均值，抗壓強度大于10MPa時，鉆井流體對巖層的穩定性高，可用于該巖層鉆井。

多種待評價鉆井流體同時評價時，天然巖心塊抗壓強度大于30MPa對應的鉆井流體相比于抗壓強度10-30MPa對應的鉆井流體對巖層的穩定性高，適用于該巖層鉆井。

所述正方體巖心塊的尺寸為1×1cm~5×5cm。

對于直羅組地層巖石塊的滾動溫度為80℃，滾動時間為16小時。

對于延長組地層巖石塊的滾動溫度為100℃，滾動時間為16小時。