水基鉆井液的零濾失井眼穩(wěn)定劑

水基鉆井液的零濾失井眼穩(wěn)定劑

鉆井液的過濾失量是鉆井液性能的重要指標(biāo)。幾十年來,濾紙是測(cè)試鉆井液濾失量的隔離介質(zhì),但是濾紙的孔隙是均質(zhì)的,而地層的孔隙是非均質(zhì)的,因此不能準(zhǔn)確反映地層的實(shí)際情況。用非均質(zhì)孔隙的砂床和巖心來測(cè)定鉆井液的濾失量或?yàn)V液進(jìn)入巖心的深度能更加真實(shí)地反映鉆井液在井下的濾失情況。泥餅質(zhì)量是反映鉆井液性能的另一個(gè)重要指標(biāo),在鉆井液的研究與使用過程中,特別是在鉆遇滲透性、裂縫性地層時(shí),泥餅質(zhì)量對(duì)于地層的封堵性能、井壁穩(wěn)定性和儲(chǔ)層損害具有重要影響。鉆井液的泥餅分外泥餅和內(nèi)泥餅,井壁外的泥餅為外泥餅,井壁內(nèi)的泥餅為內(nèi)泥餅。在室內(nèi)研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過程中對(duì)鉆井液的外泥餅質(zhì)量比較重視,其實(shí).鉆井液的外泥餅經(jīng)常受鉆井液的流速、排量、鉆頭與鉆具活動(dòng)影響而破壞,而內(nèi)泥餅不受這些因素的影響,因此,用內(nèi)泥餅質(zhì)量即通過測(cè)定剝離外泥餅后清水在巖心上的濾失量或?yàn)V液進(jìn)入巖心的深度及巖心承壓能力的變化,能更好地反映鉆井液在井下的濾失情況及對(duì)地層的封堵性能、井壁穩(wěn)定性和對(duì)儲(chǔ)層損害的影響。1砂床沉降濾波失法1.1降濾失井眼穩(wěn)定劑砂床a/n濾失濾失量測(cè)試方法1)可視式中壓砂床降濾失儀。其結(jié)構(gòu)如圖1所示,與青島產(chǎn)API濾失儀ZNS-5A相似,鉆井液罐換成壁厚6mm、長500cm、截面積為18cm2的透明有機(jī)玻璃圓柱筒,外接設(shè)備與中壓濾失儀ZNS-5A(API)相同。2)中壓砂床降濾失測(cè)試方法。在圓柱筒中加入350cm3粒徑為0.45～0.90mm經(jīng)清水洗凈后烘干的砂子,壓實(shí)鋪平,慢慢加入500mL鉆井液,按測(cè)試中壓濾失的方法加壓測(cè)試7.5min濾失量或測(cè)量濾液進(jìn)入砂床的深度。表1是室內(nèi)配制的聚合物鉆井液和大港油田1-64井井深1100m處鉆井液加入零濾失井眼穩(wěn)定劑,轉(zhuǎn)化為超低滲透鉆井液前后API濾失量與中壓砂床濾失量的測(cè)試結(jié)果。由表1可以看出,中壓砂床濾失量與API濾失量沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系,中壓砂床濾失量也不是時(shí)間平方根的函數(shù)。零濾失井眼穩(wěn)定劑對(duì)不同孔隙的砂床具有很好的封堵能力。中壓砂床降濾失測(cè)試結(jié)果更能準(zhǔn)確地反映鉆井液在井下的濾失情況。1.2砂床高溫高壓濾失量試驗(yàn)用GGS71-A型高溫高壓濾失儀,取消濾紙,直接加入200g(粒徑0.45～0.90mm、40～60目或60～80目)洗凈烘干的砂子,加入300mL鉆井液進(jìn)行常規(guī)高溫高壓濾失試驗(yàn),表2是室內(nèi)配制的聚合物鉆井液和大港油田1-64井井深1100m處鉆井液加入零濾失井眼穩(wěn)定劑轉(zhuǎn)化為超低滲透鉆井液前后高溫高壓濾失量與高溫高壓砂床濾失量測(cè)試結(jié)果。由表2可見,砂床高溫高壓濾失量不是時(shí)間的平方根函數(shù),與高溫高壓濾失量沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系。零濾失井眼穩(wěn)定劑在高溫條件下對(duì)不同孔隙的砂床具有很好的封堵能力,可以實(shí)現(xiàn)近零濾失。2封閉裂縫試驗(yàn)在配制好的基漿中,分別加入各種配比的零濾失井眼穩(wěn)定劑,裝入D2M-01型堵漏裝置,并按照其操作規(guī)程,進(jìn)行鉆井液在不同溫度下的封堵裂縫試驗(yàn),結(jié)果見表3。由表3可看出,加入1.5%零濾失井眼穩(wěn)定劑能夠封堵縫寬小于1mm的裂縫,抗溫達(dá)150℃,對(duì)于縫寬2mm以上的裂縫,用適量的零濾失井眼穩(wěn)定劑配合適量粒徑合適的核桃殼等架橋粒子,就能達(dá)到堵漏效果,且抗溫達(dá)150℃,僅僅用核桃殼則無法達(dá)到堵漏效果。3巖心骨折的評(píng)估方法3.1巖心沉降性能高溫高壓巖心濾失儀(如圖2所示)由靜態(tài)巖心流動(dòng)試驗(yàn)儀改裝而成,把巖心夾持器換成高溫高壓巖心夾持器,增加鉆井液冷卻及接收裝置。3.2巖心高溫高壓濾失試驗(yàn)把巖心裝入高溫高壓巖心夾持器中,加熱至需要的溫度,把配制好的鉆井液加入鉆井液杯中,開冷凝器,用手壓泵加壓至0.7MPa,開平流泵加壓至4.2MPa,30min后測(cè)量液杯中濾液的體積。如果液杯沒有濾液,待高溫高壓巖心夾持器冷卻后,取下巖心,測(cè)量濾液進(jìn)入巖心的深度。表4是室內(nèi)配制的聚合物鉆井液和大港油田1-64井井深1100m處現(xiàn)場(chǎng)鉆井液加入零濾失井眼穩(wěn)定劑轉(zhuǎn)化為超低滲透鉆井液前后高溫高壓巖心濾失試驗(yàn)結(jié)果。由表4可見,巖心高溫高壓濾失量與濾紙API濾失量及高溫高壓濾失量沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系,而與砂床上的濾失量變化規(guī)律的趨勢(shì)是一致的,即砂床濾失量和砂床上的高溫高壓濾失量與巖心上的高溫高壓濾失量變化規(guī)律的趨勢(shì)一致。零濾失井眼穩(wěn)定劑在高溫條件下對(duì)巖心具有很好的封堵能力,可以有效減小鉆井液進(jìn)入巖心的深度,甚至可以實(shí)現(xiàn)近零濾失。4巖心充壓能力在高溫高壓巖心降濾失儀中把長5cm的巖心裝入高溫高壓巖心夾持器中,把配制好的鉆井液加入到鉆井液杯中,用手壓泵加壓至0.7MPa,開平流泵加壓至4.2MPa,30min后,測(cè)量液杯中的濾液量。如果液杯沒有濾液,取下巖心,測(cè)量濾液進(jìn)入巖心的深度。把測(cè)試巖心濾失后的巖心取下,輕輕刮下巖心表面的濾餅,重新裝入巖心夾持器中,把鉆井液杯中的鉆井液換成清水,加壓,開啟平流泵,逐漸加壓直至濾液接收杯中有液滴,此時(shí)平流泵壓力即為巖心的承壓能力。表5是室內(nèi)配制的聚合物鉆井液加入零濾失井眼穩(wěn)定劑前后巖心濾失、在清水流速為1.0mL/min時(shí)測(cè)定的刮下巖心表面濾餅前后的最高承受壓力的試驗(yàn)結(jié)果。由表5可見,鉆井液的類型與性能對(duì)巖心承壓能力具有重要的影響,不同類型的鉆井液形成內(nèi)泥餅的強(qiáng)度不同。零濾失井眼穩(wěn)定劑不但可以降低鉆井液巖心濾失,而且可以增強(qiáng)巖心內(nèi)泥餅強(qiáng)度、大幅度提高巖心的承壓能力。5砂床濾失量與api濾失量的關(guān)系1)用非均質(zhì)的砂床和巖心來測(cè)定鉆井液濾失量或?yàn)V液進(jìn)入巖心的深度能更加真實(shí)地反映鉆井液在井下的濾失情況。2)鉆井液API濾失量與砂床濾失量試驗(yàn)表明,砂床濾失量不是時(shí)間平方根的函數(shù),砂床濾失量與API濾失量沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系。3)砂床和高溫砂床上的高溫高壓濾失量與巖心上的高溫高壓濾失量變化規(guī)律的趨勢(shì)一致。4)用內(nèi)泥餅質(zhì)量即通過測(cè)定剝離外泥餅后,高壓條件下清水在巖心上的濾失量或?yàn)V液進(jìn)