三軸承壓堵漏模擬實驗研究
發(fā)布時間：2022-01-04 21:02
堵漏顆粒在裂縫內(nèi)架橋封堵過程與顆粒緊密堆積現(xiàn)象相類似,因此可參考顆粒緊密堆積Fuller曲線來確定封堵顆粒粒徑分布。利用三軸承壓堵漏實驗裝置可模擬漏失地層裂縫和三軸地應力狀態(tài),對比巖樣破裂壓力、重張壓力和堵漏承壓壓力,開展2 mm裂縫下顆粒粒徑分布對堵漏效果影響的堵漏模擬實驗。結(jié)果表明,承壓封堵裂縫的各級別顆粒粒徑B、C、D、E所占百分比約為1.25∶1∶1.25∶1.5,而且粒徑累積分布曲線與Fuller曲線相近,表明Fuller曲線可作為選擇堵漏顆粒粒徑分布的參考依據(jù);實驗后縫內(nèi)堵漏顆粒只在裂縫內(nèi)某些部位堆積分布,在裂縫面扭曲變形部位顆粒堆積更為明顯;隨著細顆粒百分比的增加,縫內(nèi)封堵逐漸由縫口向裂尖過渡。
【文章來源】：鉆采工藝. 2017,40(01)北大核心
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
實驗中各組配方的粒徑分布曲線
(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方圖1實驗中各組配方的粒徑分布曲線三、實驗結(jié)果采用表2中PSD－1～PSD－10各組配方進行堵漏模擬實驗，實驗過程中各組配方的承壓封堵壓力與巖樣破裂壓力、重張壓力的曲線見圖2所示。(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方圖2破裂壓力、重張壓力和各組配方的承壓曲線由圖2可知:對于粗顆粒所占比重較大的顆粒粒徑組合PSD－1～PSD－2配方，與其他粒徑組合配方相比承壓封堵效果較差，表明粗顆粒雖然可以在裂縫內(nèi)形成架橋骨架并承受井內(nèi)壓力，但是由于細顆粒含量低造成粗顆粒之間的孔隙無法被有效填充，從而影響縫內(nèi)封堵區(qū)域的致密性，鉆井液仍能繼續(xù)向裂縫內(nèi)漏失;對于PSD－3配方，雖然在較短時間內(nèi)形成封堵并承受較高壓力，但是封堵后迅速失效，表明在縫內(nèi)形成的封堵區(qū)域不穩(wěn)定鉆井液將繼續(xù)漏失;對于PSD－4～PSD－5配方，隨著細顆粒百分比逐漸升高，對裂縫的承壓封堵效果也逐漸提高，表明細顆粒對堵漏效果發(fā)揮著重要作用;對于PSD－6～PSD－7配方，與其他配方相比該兩組配方的承壓封堵效果較好，表明粗、細顆粒比例合理相互配合可形成致密穩(wěn)定的封堵區(qū)域，鉆井液難以繼續(xù)滲透漏失;對于PSD－8～PSD－10配方，細顆粒所占比重較大，雖然可以實現(xiàn)對裂縫的承壓封堵，但是由于架橋的粗顆粒百分比偏低，所形成的封堵區(qū)域不穩(wěn)定而迅速失效。實驗結(jié)果表明堵漏顆粒組合中隨著細顆粒百分比逐漸升高，堵漏承壓能力逐漸提高，但是細顆粒百分比并不是越高越好，當粗顆粒百分比較低時，承壓能力反而降低。配方PSD－6和PSD－7承壓能力最高且粒徑分布曲線與顆粒緊密堆積Fuller曲線相近。對于本文2mm裂縫，結(jié)合配方PSD－6、PSD－7和Fuller曲線可知，對于各級別顆粒粒徑B、C、D、E所占百分比?
圖3裂縫內(nèi)堵漏材料的分布情況四、結(jié)論(1)利用三軸承壓堵漏實驗裝置開展堵漏模擬實驗，結(jié)果表明各組顆粒組合承壓能力介于巖樣重張壓力和破裂壓力之間，且承壓峰值壓力均低于巖樣的破裂壓力。(2)實驗結(jié)果表明對于2mm裂縫，各級別顆粒粒徑B、C、D、E所占百分比約為1.25∶1∶1.25∶1.5，且粒徑累積分布曲線與Fuller曲線相近;Fuller曲線可作為選擇堵漏顆粒粒徑分布的參考依據(jù)。(3)縫內(nèi)堵漏顆粒只在裂縫內(nèi)某些部位堆積，尤其是裂縫面扭曲變形部位;隨著細顆粒百分比的增加，縫內(nèi)封堵逐漸由縫口向裂尖過渡。(4)本文僅開展了2mm裂縫的核桃殼堵漏實驗，三軸圍壓、裂縫開度和堵漏顆粒類型均對承壓堵漏效果存在直接影響，下一步建議開展更多實驗分別對其深入研究分析。參考文獻［1］徐同臺，劉玉杰，申威，等．鉆井工程防漏堵漏技術(shù)［M］．北京:石油工業(yè)出版社，1998．［2］王業(yè)眾，康毅力，游利軍，等．裂縫性儲層漏失機理及控制技術(shù)進展［J］．鉆井液與完井液，2007，24(4):74－77．［3］舒剛，孟英峰，李紅濤，等．裂縫內(nèi)鉆井液的漏失規(guī)律研究［J］．石油鉆采工藝，2011，33(6):29－32．［4］薛玉志，劉振東，唐代緒，等．裂縫性地層堵漏配方及規(guī)律性研究［J］．鉆井液與完井液，2009，26(6):28－30．［5］程仲，熊繼有，程昆，等．物理法隨鉆堵漏技術(shù)的試驗研究［J］．石油鉆探技術(shù)，2009，37(1):53－57．［6］KulkamiSD，SavariS，MaghrabiShadaad，etal．Normalstressrheologyofdrillingfluidsandpotentialinlostcircu-lationcontrol［C］．SPE164617，2013．［7］Kaageson-LoeN，SandersMW，GrowcockF，etal．Par-ticulate-basedloss－preventionmaterial-Thesecretsoffracturesealingrevealed［C］．IADC/SPE112595，2008
【參考文獻】：
期刊論文
[1]裂縫性漏失的橋塞堵漏鉆井液技術(shù)[J]. 趙正國,蒲曉林,王貴,黃書紅,向朝綱,楊哲. 鉆井液與完井液. 2012(03)
[2]承壓堵漏技術(shù)的研究與應用[J]. 郝惠軍,田野,賈東民,劉學玲,郭明紅,薛麗,劉艷,張黎黎. 鉆井液與完井液. 2011(06)
[3]裂縫內(nèi)鉆井液的漏失規(guī)律研究[J]. 舒剛,孟英峰,李紅濤,賈紅軍,嚴俊濤,李海旭. 石油鉆采工藝. 2011(06)
[4]DL-2H堵漏儀自動控制設(shè)計與應用[J]. 楊爭,譚敏. 復雜油氣藏. 2010(03)
[5]裂縫性地層堵漏配方及規(guī)律性研究[J]. 薛玉志,劉振東,唐代緒,侯業(yè)貴,宋兆輝,劉從軍. 鉆井液與完井液. 2009(06)
[6]物理法隨鉆堵漏技術(shù)的試驗研究[J]. 程仲,熊繼有,程昆,凌云,王燕. 石油鉆探技術(shù). 2009(01)
[7]礦料級配設(shè)計理論的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王立久,劉慧. 公路. 2008(01)
[8]裂縫性儲層漏失機理及控制技術(shù)進展[J]. 王業(yè)眾,康毅力,游利軍,劉加杰. 鉆井液與完井液. 2007(04)
[9]復合堵漏中平衡區(qū)域及其在新型堵漏儀中的應用[J]. 王在明,邱正松,徐加放,黃維安. 石油學報. 2007(01)
[10]組合型裂縫漏床及其模擬堵漏試驗方法的探索[J]. 馮學榮. 鉆采工藝. 2004(06)
博士論文
[1]級配顆粒堆積體密度估算方法研究[D]. 張程林.華南理工大學 2013
[2]提高地層承壓能力的鉆井液封堵理論與技術(shù)研究[D]. 王貴.西南石油大學 2012
[3]鉆井工程中井漏預防與堵漏技術(shù)研究與應用[D]. 呂開河.中國石油大學 2007
碩士論文
[1]礦渣粉粒度分布特征及其對水泥強度的影響[D]. 韓濤.西安建筑科技大學 2004
本文編號：3569052
【文章來源】：鉆采工藝. 2017,40(01)北大核心
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
實驗中各組配方的粒徑分布曲線
(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方圖1實驗中各組配方的粒徑分布曲線三、實驗結(jié)果采用表2中PSD－1～PSD－10各組配方進行堵漏模擬實驗，實驗過程中各組配方的承壓封堵壓力與巖樣破裂壓力、重張壓力的曲線見圖2所示。(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方圖2破裂壓力、重張壓力和各組配方的承壓曲線由圖2可知:對于粗顆粒所占比重較大的顆粒粒徑組合PSD－1～PSD－2配方，與其他粒徑組合配方相比承壓封堵效果較差，表明粗顆粒雖然可以在裂縫內(nèi)形成架橋骨架并承受井內(nèi)壓力，但是由于細顆粒含量低造成粗顆粒之間的孔隙無法被有效填充，從而影響縫內(nèi)封堵區(qū)域的致密性，鉆井液仍能繼續(xù)向裂縫內(nèi)漏失;對于PSD－3配方，雖然在較短時間內(nèi)形成封堵并承受較高壓力，但是封堵后迅速失效，表明在縫內(nèi)形成的封堵區(qū)域不穩(wěn)定鉆井液將繼續(xù)漏失;對于PSD－4～PSD－5配方，隨著細顆粒百分比逐漸升高，對裂縫的承壓封堵效果也逐漸提高，表明細顆粒對堵漏效果發(fā)揮著重要作用;對于PSD－6～PSD－7配方，與其他配方相比該兩組配方的承壓封堵效果較好，表明粗、細顆粒比例合理相互配合可形成致密穩(wěn)定的封堵區(qū)域，鉆井液難以繼續(xù)滲透漏失;對于PSD－8～PSD－10配方，細顆粒所占比重較大，雖然可以實現(xiàn)對裂縫的承壓封堵，但是由于架橋的粗顆粒百分比偏低，所形成的封堵區(qū)域不穩(wěn)定而迅速失效。實驗結(jié)果表明堵漏顆粒組合中隨著細顆粒百分比逐漸升高，堵漏承壓能力逐漸提高，但是細顆粒百分比并不是越高越好，當粗顆粒百分比較低時，承壓能力反而降低。配方PSD－6和PSD－7承壓能力最高且粒徑分布曲線與顆粒緊密堆積Fuller曲線相近。對于本文2mm裂縫，結(jié)合配方PSD－6、PSD－7和Fuller曲線可知，對于各級別顆粒粒徑B、C、D、E所占百分比?
圖3裂縫內(nèi)堵漏材料的分布情況四、結(jié)論(1)利用三軸承壓堵漏實驗裝置開展堵漏模擬實驗，結(jié)果表明各組顆粒組合承壓能力介于巖樣重張壓力和破裂壓力之間，且承壓峰值壓力均低于巖樣的破裂壓力。(2)實驗結(jié)果表明對于2mm裂縫，各級別顆粒粒徑B、C、D、E所占百分比約為1.25∶1∶1.25∶1.5，且粒徑累積分布曲線與Fuller曲線相近;Fuller曲線可作為選擇堵漏顆粒粒徑分布的參考依據(jù)。(3)縫內(nèi)堵漏顆粒只在裂縫內(nèi)某些部位堆積，尤其是裂縫面扭曲變形部位;隨著細顆粒百分比的增加，縫內(nèi)封堵逐漸由縫口向裂尖過渡。(4)本文僅開展了2mm裂縫的核桃殼堵漏實驗，三軸圍壓、裂縫開度和堵漏顆粒類型均對承壓堵漏效果存在直接影響，下一步建議開展更多實驗分別對其深入研究分析。參考文獻［1］徐同臺，劉玉杰，申威，等．鉆井工程防漏堵漏技術(shù)［M］．北京:石油工業(yè)出版社，1998．［2］王業(yè)眾，康毅力，游利軍，等．裂縫性儲層漏失機理及控制技術(shù)進展［J］．鉆井液與完井液，2007，24(4):74－77．［3］舒剛，孟英峰，李紅濤，等．裂縫內(nèi)鉆井液的漏失規(guī)律研究［J］．石油鉆采工藝，2011，33(6):29－32．［4］薛玉志，劉振東，唐代緒，等．裂縫性地層堵漏配方及規(guī)律性研究［J］．鉆井液與完井液，2009，26(6):28－30．［5］程仲，熊繼有，程昆，等．物理法隨鉆堵漏技術(shù)的試驗研究［J］．石油鉆探技術(shù)，2009，37(1):53－57．［6］KulkamiSD，SavariS，MaghrabiShadaad，etal．Normalstressrheologyofdrillingfluidsandpotentialinlostcircu-lationcontrol［C］．SPE164617，2013．［7］Kaageson-LoeN，SandersMW，GrowcockF，etal．Par-ticulate-basedloss－preventionmaterial-Thesecretsoffracturesealingrevealed［C］．IADC/SPE112595，2008
【參考文獻】：
期刊論文
[1]裂縫性漏失的橋塞堵漏鉆井液技術(shù)[J]. 趙正國,蒲曉林,王貴,黃書紅,向朝綱,楊哲. 鉆井液與完井液. 2012(03)
[2]承壓堵漏技術(shù)的研究與應用[J]. 郝惠軍,田野,賈東民,劉學玲,郭明紅,薛麗,劉艷,張黎黎. 鉆井液與完井液. 2011(06)
[3]裂縫內(nèi)鉆井液的漏失規(guī)律研究[J]. 舒剛,孟英峰,李紅濤,賈紅軍,嚴俊濤,李海旭. 石油鉆采工藝. 2011(06)
[4]DL-2H堵漏儀自動控制設(shè)計與應用[J]. 楊爭,譚敏. 復雜油氣藏. 2010(03)
[5]裂縫性地層堵漏配方及規(guī)律性研究[J]. 薛玉志,劉振東,唐代緒,侯業(yè)貴,宋兆輝,劉從軍. 鉆井液與完井液. 2009(06)
[6]物理法隨鉆堵漏技術(shù)的試驗研究[J]. 程仲,熊繼有,程昆,凌云,王燕. 石油鉆探技術(shù). 2009(01)
[7]礦料級配設(shè)計理論的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王立久,劉慧. 公路. 2008(01)
[8]裂縫性儲層漏失機理及控制技術(shù)進展[J]. 王業(yè)眾,康毅力,游利軍,劉加杰. 鉆井液與完井液. 2007(04)
[9]復合堵漏中平衡區(qū)域及其在新型堵漏儀中的應用[J]. 王在明,邱正松,徐加放,黃維安. 石油學報. 2007(01)
[10]組合型裂縫漏床及其模擬堵漏試驗方法的探索[J]. 馮學榮. 鉆采工藝. 2004(06)
博士論文
[1]級配顆粒堆積體密度估算方法研究[D]. 張程林.華南理工大學 2013
[2]提高地層承壓能力的鉆井液封堵理論與技術(shù)研究[D]. 王貴.西南石油大學 2012
[3]鉆井工程中井漏預防與堵漏技術(shù)研究與應用[D]. 呂開河.中國石油大學 2007
碩士論文
[1]礦渣粉粒度分布特征及其對水泥強度的影響[D]. 韓濤.西安建筑科技大學 2004
本文編號：3569052
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教材專著
