為解決易漏失砂巖地層頻發(fā)的井漏問題,采用巴西劈裂試驗研究方法,測試不同粒徑組合方式下防井漏材料對于井壁抗拉強度的強化效果。通過對比巖樣孔喉尺寸和鉆井液中防井漏材料的顆粒粒徑,分析砂巖經(jīng)不同粒徑防井漏材料鉆井液處理后的巖樣抗拉強度測試結(jié)果,得到以下結(jié)論:相較于水潤巖樣的抗拉強度,防井漏材料明顯起到強化井壁的效果,從而提高地層承壓能力;未經(jīng)粒徑優(yōu)化設計的防井漏材料有可能無法強化井壁,從而造成井漏問題無法緩解和鉆井材料資源浪費等問題;鉆井液中防井漏材料顆粒粒徑范圍越廣,井壁強化效果越明顯;若要達到最佳防井漏效果,使得地層承壓能力最高,建議鉆井液在進行防井漏材料粒徑組合優(yōu)化設計時,應考慮將防井漏材料的平均顆粒粒徑約等于巖樣平均孔喉尺寸。研究結(jié)果可為維持易漏失砂巖地層的井壁穩(wěn)定、縮短非生產(chǎn)時間和安全高效鉆井提供參考。 

【文章來源】：石油機械. 2020,48(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

水基鉆井液基本構(gòu)成

根據(jù)高斯分布規(guī)律，試驗用巖樣孔喉尺寸分布規(guī)律如圖2所示。由圖2可知:在干燥巖心和水潤巖心中的孔喉尺寸累計頻率曲線在半對數(shù)坐標系中均呈現(xiàn)S形曲線;在干燥巖心中，平均孔喉尺寸為27μm，最大孔喉測量尺寸為68μm，有??的孔喉尺寸大于34μm;而在水潤巖心中，平均孔喉尺寸為26μm，最大孔喉測量尺寸為48μm，有??的孔喉尺寸大于30μm。由此可見，水分使得巖石骨架膨脹，擠壓原有孔喉空間，導致孔喉尺寸縮小。另一方面，通過圖2中曲線可以發(fā)現(xiàn)，相較于干燥巖樣中的孔喉分布，水潤巖心中的最小孔喉尺寸明顯發(fā)生右移，這可能與毛細管力現(xiàn)象有關。由于毛細管力會隨著孔喉尺寸的減小而增大，所以，孔喉尺寸越小，毛細管力效應愈強，越容易吸水導致巖樣膨脹，使得孔喉縮小愈加劇，最終導致小尺寸孔喉難以測量，甚至完全封閉。2.2 防井漏材料粒徑分布

明確各種防井漏材料顆粒粒徑分布規(guī)律后，各種水基鉆井液中防井漏材料顆粒粒徑分布曲線如圖5所示。由于3種水基鉆井液組分相似，唯一區(qū)別在于碳酸鈣粉末顆粒粒徑差異。因此，3種水基鉆井液防井漏材料最大顆粒粒徑取決于石墨顆粒粒徑分布，但由于碳酸鈣粉末顆粒粒徑差異，不同鉆井液顆粒在小粒徑范圍內(nèi)會出現(xiàn)明顯差異。3種水基鉆井液中，鉆井液1的防井漏材料中，細碳酸鈣顆粒粒徑與石墨顆粒粒徑相差最多，因此其相較于另外兩種鉆井液具有最廣闊的顆粒粒徑分布范圍。按照計算結(jié)果，水基鉆井液-細碳酸鈣、水基鉆井液-中碳酸鈣和水基鉆井液-粗碳酸鈣粉末3種水基鉆井液的防井漏材料平均顆粒粒徑分別為29、33和37μm。圖4 防井漏材料顆粒粒徑分布曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]庫車山前鹽膏層鉆井液漏失成因類型判定[J]. 尹達,劉鋒報,康毅力,郭斌,羅威,王濤,晏智航.  鉆采工藝. 2019(05)
[2]渤海中深層井壁穩(wěn)定流固耦合研究[J]. 劉海龍,許杰,謝濤,林海,庹海洋.  石油機械. 2019(04)
[3]聚磺混油鉆井液對深層裂縫性致密儲層的保護能力評價[J]. 朱金智,游利軍,張震,康毅力,徐三峰,林沖.  石油鉆采工藝. 2018(03)
[4]水平井剖面天然裂縫響應特征及識別方法研究——以涇河油田17井區(qū)長8油藏致密砂巖儲層為例[J]. 張小菊,鄧虎成,畢鈺,羅斌,彭先鋒,歐浩淼.  石油地質(zhì)與工程. 2016(04)
[5]鉆井液密度窗口隨鉆預測理論及其工程應用[J]. 吳超,陳小鋒,王磊.  石油學報. 2016(03)
[6]快速鉆井液技術在海拉爾盆地的應用研究[J]. 楊宇平,金波,蔣歡,于興東,張坤,談心,孫金聲,江四清.  石油機械. 2011(06)
[7]快速鉆井液技術在華北油田的應用[J]. 楊宇平,黃宏軍,王東明,賴曉晴,談心,蔣歡,孫金聲,江四清.  石油機械. 2010(07)

博士論文
[1]裂縫性致密砂巖氣層油基鉆井液傷害機理及保護技術研究[D]. 徐鵬.西南石油大學 2016

碩士論文
[1]強化井筒的鉆井液防漏技術研究[D]. 任保友.西南石油大學 2018



本文編號：3292284