[發明專利]一種量化評價完井液靜態穩定性的方法

在審

• 申請號: 201811548680.5
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109633089A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 梁益;楊蘭平;聶強勇;侯偉;陳海濤;王新學;張寧
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

本發明公開了一種量化評價完井液靜態穩定性的方法，該方法是將在老化罐中靜放后的完井液分為四層，上層為清液，剩下部分分三層進行測定，要求第二層實際體積確保做流變性能，而第一層和最后一層的完井液體積不定。每層均測定其密度和體積占比，再利用于公式計算出靜態沉降穩定分層指數值。本方法對現有靜態分層指數法進行了優化和改進，對完井液靜態沉降穩定性的評價更加準確，操作也更簡單。

技術領域

本發明涉及石油天然氣鉆井行業，確切地說涉及一種量化評價完井液靜態穩定性的方法。

背景技術

隨著油氣勘探向深層拓展，深井高溫井越來越多，如何在高溫靜態條件下保持完井液的沉降穩定性，對完井作業有著重要的影響。因此，如何評價完井液在高溫靜態條件下的穩定性十分必要。

作者為王健、彭芳芳、徐同臺、孫鵬、盧小川、韓笑和張冬梅等發表了一篇題名為“鉆井液沉降穩定性測試與預測方法研究進展”的期刊文獻，其發表期刊名為“鉆井液與完井液”，發表日期為2012年第05期。其主要內容是：在鉆井作業中，為了平衡地層壓力和維持井壁穩定，通常需要在鉆井液中加入重晶石，鐵礦粉等高密度材料。然而，加重材料在重力作用下容易發生沉降，并引發井下漏失、卡鉆、井控和固井作業困難等問題。20世紀80 年代末以來，國外學者對重晶石沉降問題進行了廣泛研究。對目前常用的鉆井液沉降穩定性測試技術、影響沉降穩定性因素以及鉆井液沉降穩定性預測和控制方法進行了論述。在石油工業中，鉆井液沉降是指鉆井液中高密度固相或加重劑下沉而引起的鉆井液密度變化。由于主要使用重晶石作加重劑，通常也稱為重晶石沉降，包括靜態沉降和動態沉降。過去主要關注重晶石的靜態沉降，對沉降性能的評價一般在靜態條件下進行。

石油行業現有的重晶石沉降測試方法，是針對不同的沉降條件建立的，如模擬靜態條件、動態條件、傾斜角度、流動回路、高溫高壓等。文獻報道的沉降測試方法有多種，包括傳統的老化罐靜態沉降測試法，黏度計沉降測試法、大型的能夠模擬現場的流動回路的沉降測試法。靜態沉降測試是評價鉆井液在井筒內靜態條件下沉降趨勢的方法。將鉆井液加入不銹鋼罐中，在特定溫度下靜態放置一段時間后，分別測量鉆井液液柱上部（游離液體下層）密度ρ_top 和底部的密度ρ_bottom。靜態沉降因子SF 的計算式如下。SF=ρ_bottom/（ρ_bottom+ρ_top）。SF 為0.50 時說明未發生靜態沉降，SF 大于 0.52時說明靜態沉降穩定性較差。該方法利用鉆井液常規測試儀器，操作方法簡單，適合現場使用。但是計算靜態沉降因子時未考慮脫水收縮作用，即上層游離液體未參與計算，實驗結果與真實值會存在定的偏差。

綜上所述，目前常用的靜態沉降穩定性評價方法有沉降因子（SF）法、靜態分層指數（SSI）法、沉實度測定法等，但上述方法均不能很好的反映完井液靜態沉降穩定性。

發明內容

本發明旨在針對上述現有技術所存在的缺陷和不足，提供一種量化評價完井液靜態穩定性的方法，本方法對現有靜態分層指數法進行了優化和改進，對完井液靜態沉降穩定性的評價更加準確，操作也更簡單。

本發明是通過采用下述技術方案實現的：

一種量化評價完井液靜態穩定性的方法，其特征在于步驟如下：

（1）測量滾前完井液的密度；

（2）將完井液裝入老化罐；

（3）檢查老化罐蓋的密封膠圈，擰緊老化罐蓋上；

（4）用高壓氮氣瓶給老化罐中完井液加預壓；

（5）將老化罐置于滾子加熱爐中，加溫至完井液應用地層溫度，繼續熱滾24h；

（6）老化結束后，取出老化罐，冷卻至65℃以下，泄壓并打開老化罐，對完井液狀態進行常規性能測試，其中包括密度、流變性和濾失性能；