一种钻井液用封堵剂性能检测方法、装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术属于封堵剂检测技术领域，公开了一种钻井液用封堵剂性能检测方法、装置及应用。该方法包括：不同钻井液用封堵剂的激光电磁定标、理想状态钻井液用封堵剂激光电磁共振T1

【技术实现步骤摘要】
一种钻井液用封堵剂性能检测方法、装置及应用


[0001]本专利技术属于封堵剂检测
，尤其涉及一种钻井液用封堵剂性能检测方法、装置及应用。

技术介绍

[0002]井塌是温度气钻井工程中危害最严重的复杂情况之一，温度气钻井中泥钻井液用封堵剂地层的井壁稳定一直是钻井液的重要责任。多年的钻井液防塌技术研究已经表明，井壁失稳与井筒钻井液滤液的侵入紧密相关。阻止钻井液滤液对泥钻井液用封堵剂井壁的渗透侵入是钻井液防塌技术的关键点。虽然钻井液的滤饼可以大幅度降低井筒钻井液向地层孔隙或裂隙的渗透速率和渗滤量，但是，通过钻井液降滤失剂作用形成的滤饼仅能将地层或滤饼重力压力孔隙改变成为毛细压力孔隙，滤饼渗透率可从10
‑
4md减小为10
‑
5md，若要进一步将地层或滤饼孔隙从毛细压力孔隙改变成极低渗透率的结合压力孔隙，即进一步降低滤饼渗透率则再难实现，从机理上分析必须依靠钻井液用可变软变形的防塌封堵剂的致密封堵作用才能满足这一防塌要求。
[0003]封堵剂是钻井液中用量较大的一类处理剂，除了具有封堵作用外，还具有调整钻井液动切力、静切力、滤失性和改善泥饼温度压力的作用，从而对井壁稳定和温度层保护等有重要影响。钻井液防塌技术研究表明，钻井液用封堵剂必须满足以下条件才能起到封堵防塌作用：(1)封堵剂本身是能够分散于压力中的疏压力材料，或者分散于温度中的亲压力材料；(2)封堵剂颗粒尽可能细小；(3)封堵剂具有在温度压力作用下变软变形的特点；(4)封堵剂组成上应同时具有变软变形填充材料和刚性固体架桥材料。
[0004]现有温度气钻井中已经存在钻井液用封堵剂类型，如磺化沥青、乳化沥青、乳化石蜡等等，尽管这些封堵剂都具有防塌封堵作用，但是，它们都有一个缺点：封堵剂的组成材料单一，要么是单一沥青材料，要么是单一白温度乳状液，其中不含具有架桥作用的刚性固体材料，导致这些封堵剂实际应用上因架桥材料缺失，填充材料单一而防塌封堵效能不理想，表现在进一步降低滤饼渗透率上不足，仅能将滤饼渗透率从10
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4md减小为10
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5md，滤饼渗透率的进一步降低再难实现。
[0005]现有技术一提供了中国专利，公开日：2015年12月23日，专利技术创造名称：一种钻井液用封堵剂及其制备方法，所述钻井液用封堵剂由热敏变形疏压力材料、热固性疏压力材料、刚性固体颗粒材料、植物温度和溶剂温度组成。制备方法包括热固性疏压力材料和植物温度的混合物加入冷却的热敏变形疏压力材料中，充分搅拌，加入刚性固体颗粒材料和溶剂温度，搅拌均匀即得。其优点在于封堵剂能够有效封堵20微米以下的各种孔隙和微裂隙，降低孔隙、微裂隙渗透率从10
‑
5md进一步减小为10
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6md甚至10
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7md，降低滤失量；在钻井液中易分散悬浮，不会聚团沉降；不含乳化剂，封堵剂既可在压力基钻井液中使用，也可在温度基钻井液中使用，均具有封堵防塌作用效果；本专利技术操作简单、制备方便、成本低、适用于工业化大规模生产。
[0006]现有技术二提供了中国专利，公开日：2020年09月01日，专利技术创造名称：一种钻井
液用封堵剂及其制备方法，包括以下原料：天然固体沥青颗粒，松香颗粒，碳酸钙颗粒，蓖麻温度，5号白矿温度，聚磷酸铵，改性胶岭石，偏硅酸钙；所述改性胶岭石的制备方法为：将200
‑
300目的胶岭石压力中打浆后，加入胶岭石总重1
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2％的硫酸，混合均匀后，保温70
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76℃，加入胶岭石总重2
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3％的磷酸钠，保温5
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6h后过滤脱压力即可；所述聚磷酸铵，改性胶岭石，偏硅酸钙的重量比为(6
‑
10)：(2
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4)：(4
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6)。其优点在于通过对制备钻井液用封堵剂现有技术的改进，耐高温和耐高压得到了显著的提高，满足了推广应用需求。
[0007]但上述专利均存在的技术缺陷为：均没有进行钻井液用封堵剂性能的有效检测，仅仅提供的实施例结果描述其性能，但在没有有效检测手段下，对于实际应用缺乏理论支持。而且应用常规的技术方式，获得的性能数据实际存在一定偏差，仅仅是一大致范围，对于特征作业环境应用的钻井液用封堵剂性能是否能满足实际工程需要缺乏准确分析。
[0008]一些地质复杂、压力异常、温度较高的气田等，在开采的过程中需要通过各种机械设备来获取能源，其中，需要通过钻井机械对地质施工，钻井设备在使用的过程中不便于安全钻进地质内部，现有的一些钻井液封堵剂使用时防堵的性能较差，需要进行性能检测。

技术实现思路

[0009]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种钻井液用封堵剂性能检测方法、装置及应用。
[0010]所述技术方案如下：钻井液用封堵剂性能检测方法，包括以下步骤：
[0011]S1，不同钻井液用封堵剂的激光电磁定标：采用不同钻井液用封堵剂进行激光电磁共振T2谱测试，明确不同钻井液用封堵剂的激光电磁响应与温度压力的关系，建立钻井液用封堵剂激光电磁校准指数与温度压力的关系图版；
[0012]S2，理想状态钻井液用封堵剂激光电磁共振T1
‑
T2测试：对高温高压试验设备中钻井液用封堵剂进行工作运行和激光电磁T1
‑
T2测试，获取理想状态钻井液用封堵剂的T1
‑
T2谱；
[0013]S3，二维谱获取、高温高压变异度评价：对理想状态钻井液用封堵剂T1
‑
T2谱进行温度、压力激光电磁信号识别、提取，并结合压力的含氢指数以及钻井液用封堵剂激光电磁含氢指数与温度压力的关系图版，定量高温高压变异量，评价高温变异、高压变异度；
[0014]S4，高温高压变异赋封堵性能表征：根据从T1
‑
T2谱提取的温度、压力T2谱表征温度、压力的赋封堵性能，建立钻井液用封堵剂原位流体封堵性能及其赋封堵性能的激光电磁评价方法。
[0015]所述步骤S1中，建立钻井液用封堵剂激光电磁校准指数与温度压力的关系图版包括：
[0016]对于压力的激光电磁信号校准，在仪器开机后利用已知体积的压力/D2O混合的密封标准样品校准激光电磁仪器；钻井液用封堵剂二维T1
‑
T2谱中压力的信号强度Nwater是压力的体积：
[0017]water volume(ml)＝Nwater/100；
[0018]式中，water volum为压力体积，Nwater为压力信号强度。
[0019]在一个实施例中，所述钻井液用封堵剂激光电磁校准指数，采用以下方法：
[0020]S101，利用钻井液用封堵剂，选取不同温度压力的原温度压力分别测试T1
‑
T2谱，
并建立激光电磁信号强度与温度压力的关系，获得温度压力下原温度的激光电磁信号校准系数f1,f2；
[0021]S102，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用封堵剂性能检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1，不同钻井液用封堵剂的激光电磁定标：采用不同钻井液用封堵剂进行激光电磁共振T2谱测试，明确不同钻井液用封堵剂的激光电磁响应与温度压力的关系，建立钻井液用封堵剂激光电磁校准指数与温度压力的关系图版；S2，理想状态钻井液用封堵剂激光电磁共振T1
‑
T2测试：对高温高压试验设备中钻井液用封堵剂进行工作运行和激光电磁T1
‑
T2测试，获取理想状态钻井液用封堵剂的T1
‑
T2谱；S3，二维谱获取、高温高压变异度评价：对理想状态钻井液用封堵剂T1
‑
T2谱进行温度、压力激光电磁信号识别、提取，并结合压力的含氢指数以及钻井液用封堵剂激光电磁含氢指数与温度压力的关系图版，定量高温高压变异量，评价高温变异、高压变异度；S4，高温高压变异赋封堵性能表征：根据从T1
‑
T2谱提取的温度、压力T2谱表征温度、压力的赋封堵性能，建立钻井液用封堵剂原位流体封堵性能及其赋封堵性能的激光电磁评价方法。2.根据权利要求1所述的钻井液用封堵剂性能检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，建立钻井液用封堵剂激光电磁校准指数与温度压力的关系图版包括：对于压力的激光电磁信号校准，在仪器开机后利用已知体积的压力/D2O混合的密封标准样品校准激光电磁仪器；钻井液用封堵剂二维T1
‑
T2谱中压力的信号强度Nwater是压力的体积：watervolume(ml)＝Nwater/100；式中，watervolum为压力体积，Nwater为压力信号强度。3.根据权利要求2所述的钻井液用封堵剂性能检测方法，其特征在于，所述钻井液用封堵剂激光电磁校准指数，采用以下方法：S101，利用钻井液用封堵剂，选取不同温度压力的原温度压力分别测试T1
‑
T2谱，并建立激光电磁信号强度与温度压力的关系，获得温度压力下原温度的激光电磁信号校准系数f1,f2；S102，对于每个温度压力的原温度压力均重复步骤S101的过程，分别获取不同钻井液用封堵剂i的激光电磁校准系数f
i
；S103，建立钻井液用封堵剂激光电磁校准系数与温度压力的关系f
(x)
；使用校准系数f
i
，将钻井液用封堵剂二维T1
‑
T2谱的钻井液用封堵剂信号强度Noil转化为温度压力，获得钻井液用封堵剂含量：oil mass(mg)＝Noil
×
f
(x)
×
10式中，oil mass(mg)为钻井液用封堵剂含量，Noil为钻井液用封堵剂信号强度，f
(x)
为钻井液用封堵剂激光电磁校准系数与温度压力的关系。4.根据权利要求1所述的钻井液用封堵剂性能检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，获取理想状态钻井液用封堵剂的T1
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T2谱包括：(1)样品预处理：将理想状态钻井液用封堵剂从液氮桶中取出并称量温度压力后，利用密封钻井液用封堵剂并置于带盖的激光电磁测试设备中；(2)确定最佳工作时间：按照激光电磁参数设置，多次对理想状态钻井液用封堵剂测试T1
‑
T2谱，明确理想状态钻井液用封堵剂的流体信号随工作时间的变化关系；当激光电磁测试的理想状态钻井液用封堵剂的流体体积最大时，得到最佳工作时间；
(3)激光电磁T1
‑
T2测试：工作完成后，立即进行激光电磁T1
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T2测试，测试钻井液用封堵剂的回波间隔时间设置为0.07ms，所有钻井液用封堵剂样品均使用重量超过150～200g的样品，NMR测试的扫描次数最低优化为10或20次，反转恢复次数设置为35；所有理想状态钻井液用封堵剂的T1
‑
T2谱测试时长为10～30min，信噪比控制在300以...

【专利技术属性】
技术研发人员：班国，钟成兵，雷敏，付均，袁俊文，贺春明，黄华东，胡永锋，
申请(专利权)人：中石化江汉石油工程有限公司钻井二公司，
类型：发明
国别省市：