一种堵漏材料与钻井液密度适配性定量测试的方法技术

本发明专利技术公开了一种堵漏材料与钻井液密度适配性定量测试的方法，涉及堵漏技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种堵漏材料与钻井液密度适配性定量测试的方法


[0001]本专利技术涉及堵漏
，具体是指一种堵漏材料与钻井液密度适配性定量测试的方法
。

技术介绍

[0002]随着全球开采的油气资源量和人类日益增长的能源需求矛盾日益突出，油气勘探开发领域不断扩展，已由中浅层逐渐向深层和超深层迈进
。
随着钻探深度的不断增加，地质条件越来越复杂
。
复杂的地质环境给钻井带来了巨大难题，加剧了钻井液漏失控制难度
。
据统计，全世界每年井漏发生率在
20%~25%
之间，每年用于堵漏费用高达
40
亿美元
。
井漏导致大量工作液流入储层，这不仅会直接造成巨大的经济损失，损失大量的钻井时间还可能会导致诸如井塌
、
井喷
、
卡钻等井下复杂事故
,
同时井漏也是最严重的储层损害方式
。
井漏问题已经成为制约高效
、
安全钻井的瓶颈之一
。
[0003]井底正压差
、
漏失通道
、
漏失空间是工作液漏失发生必须具备的三个条件
。
常规的过平衡钻井技术使得井底压力大于地层压力，为工作液漏失提供了正压差的条件，储层具有的原生孔喉，天然裂缝
、
溶洞以及诱导裂缝则为漏失提供了漏失的通道以及空间
。
[0004]在工作液发生漏失之后，快速
、
有效的控制工作液漏失是继续安全钻进的重要前提
。
调控井周应力场技术和封堵漏失通道技术是国内外控制工作液漏失的主要关键性技术
。
众多学者通过研究提出了许多经典理论
。
诸如“应力笼”理论
、“裂缝闭合应力”理论
、“屏蔽暂堵”理论
、“1/3
架桥”理论
、“阻渗带地层强化”理论
、“理想充填”理论
。
[0005]在封堵漏失通道的技术中，桥接堵漏法是现场最常用的处理井漏的方法，其具有施工简单方便
、
成本较低，材料来源广等特点
。
在塔里木
、
西南
、
长庆等地区的应用比超
70%
，美国
90%
的井漏均采用桥接堵漏来处理
。
[0006]桥接堵漏法是指将不同类型，不同粒径的堵漏材料，按一定的比例进行复配成堵漏浆然后直接注入漏层的方法
。
其原理是堵漏材料在漏失通道内发生架桥
、
拉筋
、
堆积
、
填充等作用，形成具有一定承压能力和适应性的致密封堵层，阻止工作液进入储层，达到保护储层的目的
。
其中封堵层对于漏失通道的封堵效果受堵漏材料的类型
、
配比和浓度的影响
。
[0007]由于井漏发生情形的复杂性，导致桥接堵漏的一次成功率低
。
川渝地区三开裂缝地层油基漏失段桥接堵漏一次成功率仅为
16%。
青石茆区域使用桥接堵漏单井堵漏次数较多，平均一次堵漏成功率偏低
。
[0008]由如下所示的
Stokes
沉降公式可知，密度和形状是影响颗粒沉降速度的一个重要因素，而不同类型的堵漏材料具有不同的密度和形状
。
由桥接堵漏材料复配而成的堵漏浆在由井口到井底的过程中，由于不同材料的密度适配性不同，密度大的堵漏材料沉降速度快，最先达到井底，导致单位体积内桥接堵漏材料的配比
、
浓度发生变化，影响封堵层的结构，最终影响封堵层的封堵效果
。
[0009][0010]式中：
V
‑
颗粒沉降速率，
cm/s
；
d
‑
颗粒材料直径，
cm
；
η
ꢀ‑
体系粘度，
mPa.s
；
ρ
s
、
ρ
f
分别为颗粒材料和钻井液的密度，
g/cm3。
[0011]在钻井过程中，往往会加入重晶石等密度高的材料来衡地层压力，维持井壁稳定
。
但这些密度高的材料往往会由于重力的影响发生沉降，引起钻井液漏失
、
卡钻等问题
。
对于重晶石等加重材料的沉降问题，国内外学者进行了广泛的研究
。
其中密度差法和沉降因子法是现场运用较多的静态沉降测试方法
。
[0012]其中密度差法是通过测试静置一段时间后钻井液的上
、
下密度差来评价钻井液沉降稳定性，其中，其静置时间为固定时间，通常为
48h
（模仿常规钻井液的静置时间），取样位置同样是固定的，通常为距离顶部三厘米和距离底部三厘米的位置
。
最终测得的密度差越大，说明沉降稳定性越差，该测试方法测试结果具有局限性，不能很好反映整体沉降情况，存在较大的误差
。
[0013]沉降因子（
SF
）法是通过测定钻井液上部与下部密度，其具体操作方法和密度差法相同，其静置时间为固定时间，通常为
48h
（模仿常规钻井液的静置时间），取样位置同样是固定的，通常为距离顶部三厘米和距离底部三厘米的位置
。
测试结束后，通过下式来计算沉降因子来判断钻井液的沉降稳定性
。
当
SF
值为
0.50
时则说明钻井液未发生静态沉降，
SF
值在
0.50~0.52
时说明钻井液的沉降稳定性较好，
SF
值大于
0.52
时说明钻井液的沉降稳定性较差
。
该测试方法在测试时上层游离液体未参与计算，有较大的误差
。
[0014][0015]式中
SF
为沉降因子，
ρ
上部
为老化罐中除去上层清液的钻井液平均密度，
ρ
下部
为老化罐底部钻井液的平均密度，
g/cm3。
[0016]综上所述，上述的两种测试方法主要是测试重晶石等加重材料在钻井液中的沉降情况，由于堵漏浆中堵漏材料的性质
、
配比和浓度与钻井液中的重晶石不同，并且其静置时间的选取往往以经验为主（通常是
48
小时），而堵漏施工时间与钻井时间不同，故直接使用上述测试方法不能很好的评价堵漏材料的密度适配性
。

技术实现思路

[0017]为解决至少一种上述问题，本专利技术提供一种堵漏材料与钻井液密度适配性定量测试的方法
。
该方法能较好的评价堵漏材料的密度适配性，且操作比较简单
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种堵漏材料与钻井液密度适配性定量测试的方法，特征在于，包括以下步骤：将待测堵漏材料与钻井液进行混合以配制堵漏浆，同时测量其密度
ρ0；将堵漏浆静置一定时间后，分别取上部一定位置的堵漏浆和下部一定位置的堵漏浆，测量其密度并分别记为
ρ1和
ρ2，其中，
ρ1为静置后上部一定位置的堵漏浆密度，
ρ2为静置后下部一定位置的堵漏浆密度；基于下式计算其密度适配因子
DAF
，其中，
DAF
值越大说明待测堵漏材料和钻井液的适配性越好；，式中，
ABS
表示绝对值
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述堵漏浆的静置时间为现场堵漏施工总时间的五分之二到五分之三
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：取上部一定位置的堵漏浆和下部一定位置的堵漏浆的具体操作为，将整个堵漏浆均分为上下两个部分，取堵漏浆时，先在上部取样位置往上取...

【专利技术属性】
技术研发人员：康毅力，郝克桃，许成元，郭昆，周杰，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：