[發明專利]一種巖石研磨性的測定及評價方法

在審

• 申請號: 202010532420.X
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN113804565A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 楊順輝;李夢剛;黃勇;鄒德永;張洪寶;張華衛
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發明提供了一種巖石研磨性的測定及評價方法，屬于石油天然氣勘探開發領域。所述方法包括：步驟一：制備標準巖樣和制備磨損件；步驟二：將磨損件安裝在微鉆頭上；步驟三：利用磨損件對標準巖樣進行巖石研磨性測定；步驟四：根據巖石研磨性測定的結果對巖石研磨性進行評價。本發明的巖石研磨性測試方法鉆磨巖石的破巖機理與金剛石類鉆頭的破巖機理一致，能夠真實、準確的反映巖石的研磨特性，而且本發明巖石研磨性指標及其評價方法能夠對具有不同研磨性的巖石進行有效區分和評價。

技術領域

本發明屬于石油天然氣勘探開發領域，具體涉及一種巖石研磨性的測定及評價方法。

背景技術

巖石磨損鉆頭的能力稱為巖石的研磨性。巖石的研磨性與鉆頭選型、鉆頭設計、鉆進參數優選以及制定鉆頭消耗定額有著密切的關系，它直接影響鉆井效率和鉆井成本。目前，國內外的巖石研磨性測試方法大多采用金屬材料與巖石相摩擦的原理測定，例如中國專利公開文獻201210235720.7公開了測定巖石研磨性的方法及系統，其首先確定巖石的內摩擦角與巖石的粒度分形維數之間的關系，取得現場巖石樣本,測定其粒度分形維數，根據所測定的現場巖石樣本的粒度分形維數以及所述預先確定的關系,確定所述現場巖石樣本的內摩擦角，由此可確定巖石的研磨性；中國專利公開文獻201310511083.6公開了一種巖石研磨性測定方法，其包括制備標準巖樣淬火鋼螺旋模擬鉆頭實驗前的清洗、烘干與稱重鉆預鉆孔巖石研磨性測定淬火鋼螺旋模擬鉆頭實驗后的清洗、烘干與稱重計算巖石研磨性指標；中國專利公開文獻201610854301.X公開了不同鉆井方式鉆頭磨損和巖石研磨性評價裝置及評價方法，其不同鉆井方式鉆頭磨損和巖石研磨性評價裝置的平臺與主機架連接,巖樣坐在壓力室中的試樣座上,巖樣的前后兩面設置鋼板,左右兩側設置膠囊,墊塊固定在缸體內側面上,鋼板及膠囊均與墊塊滑動連接,兩個膠囊分別與注液管連接,兩個鋼板分別與壓力泵連接,第三注液管與巖樣相通,第四注液管與壓力室相通,平臺舉升系統中設置有第五傳感器,鉆進系統中設置有載荷傳感器和轉速轉矩儀,上述各傳感器、壓力泵、轉速轉矩儀均連接信號采集系統，其通過壓力室對巖樣施加不同的三軸壓力,模擬地層真實環境,能夠用于不同鉆井方式的巖石研磨性和鉆頭磨損情況的測定。

上述方法與實際鉆井過程中鉆頭與巖石的磨損機理不符，很難對巖石的研磨性進行有效評價。另外，目前國內外有關巖石研磨性測試的試驗方法大多采用金屬材料(以鋼制材料為主)與巖石相摩擦的原理，測定巖石研磨性。采用上述原理測試巖石研磨性存在兩項不足：(1)金屬材料與巖石磨損機理和鉆頭材料與巖石的磨損機理不符；(2)金屬材料磨損堅硬巖石時，不能吃入巖石，金屬材料和巖石均沒有磨損量不能評價巖石研磨性。因此，有必要設計一種適用于石油鉆井領域的巖石研磨性測定及評價方法。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種巖石研磨性的測定及評價方法，能夠有效測試并評價巖石研磨性。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種巖石研磨性的測定及評價方法，所述方法包括：

步驟一：制備標準巖樣和制備磨損件；

步驟二：將磨損件安裝在微鉆頭上；

步驟三：利用磨損件對標準巖樣進行巖石研磨性測定；

步驟四：根據巖石研磨性測定的結果對巖石研磨性進行評價。

本發明的進一步改進在于，所述步驟一中的制備標準巖樣的操作包括：

將采集到的巖樣加工為以下規格的標準巖樣：

橫截面的形狀為圓形或正方形；

上端面的寬度大于等于80mm；

高度為50～80mm；

上、下端面的平行度小于等于0.02mm。