[发明专利]一种深井钻井液固相粒度降级评价方法

说明书

针对目前缺乏深井钻井过程中固相粒度降级评价方法与体系，本发明提供一种钻井液固相粒度降级实验评价方法。运用激光粒度仪测试固相颗粒初始粒度分布。将实验样品分散于密闭容器内模拟钻井液中，并将密闭容器放入变频式滚子加热炉，在储层温度压力条件下设置滚动时间，模拟钻井液循环复杂条件下固相粒度降级过程。实验过程采用高硬度不易发生粒度降级的材料作为标定实验。测试降级后固相颗粒粒度分布，计算颗粒粒度降级率，为考虑粒度降级的储层保护钻井液固相粒度分布优化提供依据。

技术领域

本发明涉及石油与天然气行业钻井完井过程中储层保护与钻井液技术领域，本方法模拟钻井过程钻井液复杂循环条件，测试钻井液内固相颗粒粒度降级程度，为优选固相颗粒粒度分布，为设计储层保护钻井液提供依据。

背景技术

钻井液作为外来流体，在保护油气层方面主要功能是保护油气层的渗透性，尽可能降低对原始油气层物化性质的损害，主要表现在两个方面：(1)控制固相颗粒类型、含量及级配，防止固相颗粒因随钻井液进入储层裂缝或孔喉对油气层造成损害；(2)另一方面则需保持液相与地层的相容性。为防止钻井液漏失至储层造成储层损害，需合理设计钻井液内固相颗粒粒度分布，使之与储层孔喉尺寸或裂缝宽度相匹配。

深层钻井过程，因具有地层压力系统多、裸眼段长、井下高温高压、地层流体矿化度高等特点，加剧钻井液循环条件，钻井液与钻杆、井壁作用时间长，致使颗粒-颗粒间、颗粒-流动边界件不断发生碰撞，颗粒粒度发生降级，使之与储层孔喉尺寸或裂缝裂缝宽度匹配程度降低，不能达到储层保护与有效控制钻井液漏失目的。因此，合理设计模拟钻井液循环复杂条件下，开展固相颗粒粒度降级模拟实验，形成固相颗粒粒度降级评价方法，对工作液漏失控制、安全高效钻井和储层保护有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于提供一种钻井液内固相颗粒粒度降级评价方法，该方法从实验器材的选取、实验条件的设置、实验结果分析与评价标准等方面，详细制定了固相颗粒粒度降级评价流程，为合理设计钻井液性能与储层保护钻井液固相颗粒粒度分布提供依据。

为达到以上目的，本发明通过下述技术方案实现：

(1)运用激光粒度仪或筛析法测量实验固相颗粒的初始粒度分布；

(2)取M g固相颗粒分散于已配制好V ml模拟钻井液中，并置于密闭容器内，依据储层条件调节密闭容器内温度与压力，标记密闭容器；

(3)将密闭容器放入变频式滚子加热炉内，在储层温度压力条件下滚动t₁h。滚子转速按照钻井液循环过程流体剪切速率设计；

(4)重复步骤(1)、(2)、(3)，将依次标记密闭容器放入变频式滚子加热炉内，在储层温度压力条件下分别滚动t₂h、t₃h、t₄h、t₅h；

(5)选取高硬度且不易发生粒度降级材料，如玻璃微珠等，依次按照步骤(1)～步骤(4)开展标定实验；

(6)取出样品，过滤，烘干，运用激光粒度仪或筛析法测量实验后颗粒粒度分布；

(7)运用下式分析计算固相颗粒粒度降级率R_attrition；

式中，R_attrition为颗粒粒度降级率，％；D_90,before为实验前粒度累计分布曲线上90％颗粒粒径小于该粒径值，μm；D_90,after为实验后粒度累计分布曲线上90％颗粒粒径小于该粒径值，μm。

(8)作出不同实验时间下，固相颗粒粒度分布曲线变化图。

本发明具有如下特点与优势：