一種暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油鉆探過(guò)程中暫堵技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià) 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自1997年羅平亞等人提出保護(hù)儲(chǔ)層的屏蔽暫堵技術(shù)以來(lái)，暫堵劑作為最重要的 儲(chǔ)層保護(hù)材料，在鉆完井過(guò)程儲(chǔ)層保護(hù)方面得到了迅速的發(fā)展和越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。暫堵 技術(shù)主要依靠各種暫堵劑形成近井帶的屏蔽環(huán)，在鉆井過(guò)程中有效阻止鉆井液中的固相和 濾液侵入儲(chǔ)層，避免了固相及液相損害；油井完成后可通過(guò)射孔、酸溶、油溶等方式解堵，從 而起到儲(chǔ)層保護(hù)作用。按照解堵方式的不同，暫堵劑分為水溶性、酸溶性、堿溶性和油溶性 暫堵劑。目前我國(guó)已成功開(kāi)發(fā)與應(yīng)用了各種類型的暫堵劑。
[0003] 目前石油鉆井行業(yè)對(duì)于暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用的評(píng)價(jià)主要包括暫堵率及油相滲透 率恢復(fù)率的測(cè)定，前者表征暫堵劑對(duì)水相濾液的封堵阻隔作用，后者則最直觀地反映該暫 堵液的儲(chǔ)層保護(hù)效果。然而通過(guò)測(cè)定滲透率恢復(fù)率來(lái)評(píng)價(jià)儲(chǔ)層保護(hù)效果的方法具有一定局 限性。通過(guò)巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定油相滲透率恢復(fù)率，需要先測(cè)定巖心通過(guò)油相時(shí)的反向原始 滲透率，然后在一定條件下使用加入待考察暫堵劑的鉆井液進(jìn)行暫堵/污染，最后在切去 一部分經(jīng)處理的巖心或經(jīng)過(guò)其他酸溶、堿溶或油溶措施后，測(cè)定巖心通過(guò)油相時(shí)的反向終 了滲透率。這種方法會(huì)造成以下兩方面不足：一方面，未充分考慮原鉆井液所形成泥餅的性 質(zhì)及作用，僅僅使用初始潔凈巖心的油相滲透率進(jìn)行對(duì)比，未考察不含暫堵劑時(shí)原鉆井液 體系形成泥餅的暫堵作用；且泥餅本身的潤(rùn)濕性及油水通透性質(zhì)也未得到體現(xiàn)。另一方面， 這種方法主要考察整個(gè)暫堵液體系的滲透率恢復(fù)率，并不能看出暫堵劑單劑對(duì)油水通過(guò)能 力的貢獻(xiàn)。該方法的主要作用在于以最直觀的方式給出暫堵解堵前后油相滲透率大小。目 前，還沒(méi)有其他評(píng)價(jià)暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用方法的相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供的一種更加準(zhǔn)確和全面反映暫堵劑 儲(chǔ)層保護(hù)作用的評(píng)價(jià)方法；該方法主要用于同時(shí)具有一定水溶/分散性和油溶/分散性的 暫堵劑的評(píng)價(jià)。
[0005] 本發(fā)明的一種暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法包括： (1)巖心的準(zhǔn)備：選取氣相滲透率、孔隙度、長(zhǎng)度、直徑、干重均相差不大的四塊巖心 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別記為Corel、Core2、Core3、Core4 ;用清潔的鹽水在真空條件下充分飽和巖 心24小時(shí)以上； (2)巖心原始滲透率的測(cè)定：采用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)暫堵劑的儲(chǔ)層保護(hù)作用；將 巖心Corel裝入巖心夾持器中，用水驅(qū)替排除管線中的空氣，設(shè)定一定環(huán)壓P及巖心前后壓 差ΛΡ，在一定溫度T下用水驅(qū)替直至流量穩(wěn)定后，計(jì)算巖心的原始正向水相滲透率K ;然后 在同樣的測(cè)定條件下用油相反向驅(qū)替到不出水且流量穩(wěn)定后為止，計(jì)算巖心的原始反向油 相滲透率Kq ; (3) 原漿污染后油水滲流量的測(cè)定：按照一定配方配制鉆井液實(shí)驗(yàn)漿，每一種鉆井液 都需要配制四份，分別記為Mudl、Mud2、Mud3、Mud4 ;設(shè)定一定環(huán)壓P1，將鉆井液實(shí)驗(yàn)漿Mudl 在一定溫度T1及壓力Λ P1下循環(huán)一段時(shí)間以形成泥餅；設(shè)定一定環(huán)壓P2及巖心前后壓差 Λ P2，在一定溫度T2下用水驅(qū)替直至流量穩(wěn)定后開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄30分鐘內(nèi)水相滲流量V1 ;按 照上述方法用鉆井液實(shí)驗(yàn)漿Mud2對(duì)巖心Core2進(jìn)行同樣處理以得到泥餅，在同樣的測(cè)定條 件下，記錄用油相反向驅(qū)替到不出水且流量穩(wěn)定的時(shí)間t，此刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，得到30分鐘內(nèi)油 相滲流量V 2，則原漿污染后油水滲流比R= V2A1X 100 ; (4) 暫堵后油水相滲透率及油水滲流量的測(cè)定：在實(shí)驗(yàn)漿Mud3中加入一定量的暫堵 劑，設(shè)定一定環(huán)壓P3，在一定溫度T 3及壓力Λ P3下循環(huán)一段時(shí)間，在巖心Core3端面形成暫 堵層；按照（2)中方法測(cè)定暫堵后正向水相滲透率K 1，然后在與（3)中同樣的測(cè)定條件下， 記錄30分鐘內(nèi)水相滲流量V3 ;在實(shí)驗(yàn)漿MucM中加入一定量的暫堵劑，用上述同樣方法在巖 心Core4端面形成暫堵層；按照（2)中方法測(cè)定暫堵后反向油相滲透率K d，然后在與（3)中 同樣的測(cè)定條件下，記錄用油相反向驅(qū)替到不出水且流量穩(wěn)定的時(shí)間&，此刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，得 到30分鐘內(nèi)油相滲流量V 4 ;則暫堵后油水滲流比Rd= V4/V3X 100 ; 根據(jù)暫堵前后油水滲流比的數(shù)值大小，來(lái)判斷暫堵劑對(duì)整個(gè)鉆井液體系油水通過(guò)能力 貢獻(xiàn)情況及泥餅的性質(zhì)，即Rd < R時(shí)，認(rèn)定暫堵劑對(duì)整體油相通過(guò)能力無(wú)貢獻(xiàn)，Rd > R時(shí)， 暫堵劑對(duì)整體油相通過(guò)能力有貢獻(xiàn)，Rd越大，貢獻(xiàn)越大，且表明泥餅的親油性越強(qiáng)； 根據(jù)油驅(qū)水結(jié)束直至油相滲流速率穩(wěn)定的時(shí)間，即滲流平衡時(shí)間來(lái)判斷暫堵劑返排能 力的好壞，即A > t時(shí)，認(rèn)定暫堵劑返排能力不佳，h < t時(shí)，暫堵劑返排能力良好，h越 小，返排能力越好，且表明泥餅內(nèi)部疏水程度越高。
[0006] 上述方案中，所述油相包括煤油或5#、7#、10#、15#白油中的任意一種。所述油相 為煤油或15#白油。
[0007] 所述巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置采用JHMD- II高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
[0008] 所述測(cè)定水相和油相滲透率的操作程序和計(jì)算公式，是依據(jù)SY/T 6703-2007 "巖 心流動(dòng)性試驗(yàn)儀器通用技術(shù)條件"中相關(guān)內(nèi)容。
[0009] 上述方案中還在于，所述環(huán)壓？、？1、？2和？3在210^-910^之間 ；所述壓差八？、八卩1、 Λ P2和Λ P3在2. 5MPa_5. 5MPa之間；所述溫度TJ1J2和T3在25°C _140°C之間；所述步驟 (3)、步驟（4)的污染或暫堵過(guò)程中，鉆井液實(shí)驗(yàn)漿形成泥餅或暫堵層的循環(huán)時(shí)間為3-5h。
[0010] 其中測(cè)定環(huán)壓P與P2優(yōu)先選擇3MPa，污染環(huán)壓P1與P 3優(yōu)先選擇6MPa ;其中測(cè)定 壓差Λ P與Λ P2優(yōu)先選擇2. 5MPa，污染壓差Λ P1與Λ P3優(yōu)先選擇3. 5MPa ;所述溫度T、I\、 T2、T3 選擇 25°C、90°C或 140°C。 toon] 本發(fā)明所述測(cè)定水相和油相滲透率/滲流量的操作程序所涉及參量和計(jì)算公式 包括： 暫堵率為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括： (1) 巖心的準(zhǔn)備：選取氣相滲透率、孔隙度、長(zhǎng)度、直徑、干重均相差不大的四塊巖心進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)，分別記為Corel、Core2、Core3、Core4 ;用清潔的鹽水在真空條件下充分飽和巖心 24小時(shí)以上； (2) 巖心原始滲透率的測(cè)定：采用巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置評(píng)價(jià)暫堵劑的儲(chǔ)層保護(hù)作用；將 巖心Corel裝入巖心夾持器中，用水驅(qū)替排除管線中的空氣，設(shè)定一定環(huán)壓P及巖心前后壓 差ΛP，在一定溫度T下用水驅(qū)替直至流量穩(wěn)定后，計(jì)算巖心的原始正向水相滲透率K ;然后 在同樣的測(cè)定條件下用油相反向驅(qū)替到不出水且流量穩(wěn)定后為止，計(jì)算巖心的原始反向油 相滲透率Kq ; (3) 原漿污染后油水滲流量的測(cè)定：按照一定配方配制鉆井液實(shí)驗(yàn)漿，每一種鉆井液 都需要配制四份，分別記為Mudl、Mud2、Mud3、Mud4 ;設(shè)定一定環(huán)壓P1，將鉆井液實(shí)驗(yàn)漿Mudl 在一定溫度T1及壓力Λ P1下循環(huán)一段時(shí)間以形成泥餅；設(shè)定一定環(huán)壓P2及巖心前后壓差 Λ P2，在一定溫度T2下用水驅(qū)替直至流量穩(wěn)定后開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄30分鐘內(nèi)水相滲流量V1 ;按 照上述方法用鉆井液實(shí)驗(yàn)漿Mud2對(duì)巖心Core2進(jìn)行同樣處理以得到泥餅，在同樣的測(cè)定條 件下，記錄用油相反向驅(qū)替到不出水且流量穩(wěn)定的時(shí)間t，此刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，得到30分鐘內(nèi)油 相滲流量V 2，則原漿污染后油水滲流比R= V2A1X 100 ; (4) 暫堵后油水相滲透率及油水滲流量的測(cè)定：在實(shí)驗(yàn)漿Mud3中加入一定量的暫堵 劑，設(shè)定一定環(huán)壓P3，在一定溫度T 3及壓力Λ P3下循環(huán)一段時(shí)間，在巖心Core3端面形成暫 堵層；按照（2)中方法測(cè)定暫堵后正向水相滲透率K 1，然后在與（3)中同樣的測(cè)定條件下， 記錄30分鐘內(nèi)水相滲流量V3 ;在實(shí)驗(yàn)漿MucM中加入一定量的暫堵劑，用上述同樣方法在巖 心Core4端面形成暫堵層；按照（2)中方法測(cè)定暫堵后反向油相滲透率K d，然后在與（3)中 同樣的測(cè)定條件下，記錄用油相反向驅(qū)替到不出水且流量穩(wěn)定的時(shí)間&，此刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，得 到30分鐘內(nèi)油相滲流量V 4 ;則暫堵后油水滲流比Rd= V4/V3X 100 ; 根據(jù)暫堵前后油水滲流比的數(shù)值大小，來(lái)判斷暫堵劑對(duì)整個(gè)鉆井液體系油水通過(guò)能力 貢獻(xiàn)情況及泥餅的性質(zhì)，即Rd < R時(shí)，認(rèn)定暫堵劑對(duì)整體油相通過(guò)能力無(wú)貢獻(xiàn)，Rd > R時(shí)， 暫堵劑對(duì)整體油相通過(guò)能力有貢獻(xiàn)，Rd越大，貢獻(xiàn)越大，且表明泥餅的親油性越強(qiáng)； 根據(jù)油驅(qū)水結(jié)束直至油相滲流速率穩(wěn)定的時(shí)間，即滲流平衡時(shí)間來(lái)判斷暫堵劑返排能 力的好壞，即A > t時(shí)，認(rèn)定暫堵劑返排能力不佳，h < t時(shí)，暫堵劑返排能力良好，h越 小，返排能力越好，且表明泥餅內(nèi)部疏水程度越高。
2. 如權(quán)利要求1所述的暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述油相包括煤 油或5#、7#、10#、15#白油中的任意一種。
3. 如權(quán)利要求2所述的暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述油相為煤油 或15#白油。
4. 如權(quán)利要求1所述的暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述巖心流動(dòng)實(shí) 驗(yàn)裝置采用JHMD- II高溫高壓巖心動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
5. 如權(quán)利要求1所述的暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述測(cè)定水相和 油相滲透率的操作程序和計(jì)算公式，是依據(jù)SY/T 6703-2007 "巖心流動(dòng)性試驗(yàn)儀器通用技 術(shù)條件"中相關(guān)內(nèi)容。
6. 如權(quán)利要求1或2、3、4、5所述的暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述環(huán) 壓 P、Pp P2 和 P3 在 2MPa-9MPa 之間；所述壓差 Λ ρ、Λ Λ P2 和 Λ P3 在 2. 5MPa_5. 5MPa 之 間；所述溫度IM^T2和T3在25°C _140°C之間；所述步驟（3)、步驟（4)的污染或暫堵過(guò)程 中，鉆井液實(shí)驗(yàn)漿形成泥餅或暫堵層的循環(huán)時(shí)間為3-5h。
7.如權(quán)利要求6所述的暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法，其特征在于，其中測(cè)定環(huán)壓P 與P2優(yōu)先選擇3MPa，污染環(huán)壓P1與P3優(yōu)先選擇6MPa ;其中測(cè)定壓差Λ P與Λ P2優(yōu)先選擇 2. 5MPa，污染壓差A(yù)P1與APJt先選擇3. 5MPa ;所述溫度Τ、1\、T2、T3選擇25°C、90°C或 140。。。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種暫堵劑儲(chǔ)層保護(hù)作用評(píng)價(jià)方法。所述方法包括：(1)巖心的準(zhǔn)備；(2)巖心原始滲透率的測(cè)定；(3)原漿污染后油水滲流量的測(cè)定；(4)暫堵后油水相滲透率及油水滲流量的測(cè)定；根據(jù)暫堵前后油水滲流比的數(shù)值大小，來(lái)判斷暫堵劑對(duì)整個(gè)鉆井液體系油水通過(guò)能力貢獻(xiàn)情況及泥餅的性質(zhì)，即Rd＞R時(shí)，暫堵劑對(duì)整體油相通過(guò)能力有貢獻(xiàn)；根據(jù)油驅(qū)水結(jié)束直至油相滲流速率穩(wěn)定的時(shí)間，即滲流平衡時(shí)間來(lái)判斷暫堵劑返排能力的好壞，即t1＜t時(shí)，暫堵劑返排能力良好。本發(fā)明能夠考察暫堵劑對(duì)整個(gè)鉆井液體系貢獻(xiàn)情況，并充分體現(xiàn)鉆井液所形成泥餅的性質(zhì)及作用，是一種更加準(zhǔn)確和全面的評(píng)價(jià)方法。
【IPC分類】G01N33-00, G01N15-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104634924
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310547074
【發(fā)明人】徐運(yùn)波, 李公讓, 藍(lán)強(qiáng), 鄭成勝, 張鵬, 李海濱, 張敬輝
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工集團(tuán)公司, 中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月7日