[发明专利]一种水基钻井液强固壁防塌剂评价方法

说明书

本发明涉及一种水基钻井液强固壁防塌剂评价方法。其技术方案是：采用拉伸剪切强度测试强固壁防塌剂在岩心片试样表面的胶结性能，即在平行于粘接面且在试样主轴方向上施加一拉伸力，测试材料单搭接粘接处的剪切应力。有益效果是：（1）该方法考虑了强固壁防塌剂“胶结、固化”的特殊作用方式，改善了单纯采用封堵、抑制等实验方法产生的片面性和误差性；（2）考虑到钻井液处理剂的作用特点，对拉伸剪切强度测试的试样材料、表面处理、固结方式、测试方法等步骤进行了改进，建立了新的适用于钻井液强固壁剂的评价方法和指标，比现有技术更加合理、高效。

技术领域

本发明涉及石油钻探领域，特别涉及一种水基钻井液强固壁防塌剂评价方法。

背景技术

壁失稳问题一直以来广泛存在于石油天然气勘探、开发过程中，由此引发的井下复杂情况给安全、优质、快速、高效钻井带来很大困难，是当前阻碍石油工业快速发展的主要问题之一。在钻井过程中，一旦井壁不稳定，将导致缩径、卡钻、井壁垮塌掉块、井漏等诸多井下复杂情况和事故，造成重大经济损失。

井壁垮塌等井下复杂情况一旦发生将严重影响钻井工程的有效进行。如何准确、客观反映钻井液防塌剂的作用效果，为钻井工程提供合理的施工建议，是油气勘探开发过程中面临的一个难题。目前对于分散性及硬脆性地层井壁不稳定，国内外已经研究制定了许多成熟的钻井液防塌性能评价手段，一般通过研究钻井液防塌剂封堵性能，如API滤失量、高温高压失水、对渗透性砂床的侵入深度、砂盘封堵、渗透率测试等实验方法反应钻井液防塌剂的防塌性能，但对强固壁钻井液防塌剂“胶结、固化”的作用特性缺乏针对性，相互之间可比性差，在评价过程中仍具有一定的局限性。

因此，开发一种针对强固壁钻井液防塌剂的评价方法，对于客观评价防塌剂在破碎性地层的胶结固化效果，研究其作用方式和作用机理，完善现有的井壁稳定理论具有重大意义，能够有效推动水基钻井液技术的发展，具备重大实际意义。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种水基钻井液强固壁防塌剂评价方法，考虑到强固壁防塌剂的作用特点，在试样制备及处理、作用方式、测试方法等方面做出了创新性发明，建立了新的适用于水基钻井液强固壁防塌剂的评价方法和评价指标。

本发明提到的一种水基钻井液强固壁防塌剂评价方法，其技术方案是：采用拉伸剪切强度测试强固壁防塌剂在岩心片试样表面的胶结性能，即在平行于粘接面且在试样主轴方向上施加一拉伸力，测试材料单搭接粘接处的剪切应力。

上述的试样长（100±0.2）mm，宽（25±0.2）mm，高（2±0.1）mm，胶结面长度为（12.5±0.5）mm，可由平板制备，也可由单片制备。

上述的搭接试样材料可为灰岩、页岩、大理岩、泥岩、花岗岩等中的一种。

本发明提到的一种水基钻井液强固壁防塌剂评价方法，包含以下步骤：

（1）将试样表面打磨光滑，表面粗糙度Ra范围应为0.1-0.4μm，用乙醇擦拭干净后烘干至恒重；

（2）将水基钻井液强固壁防塌剂配置成溶液，均匀涂抹在搭接区域，胶结层厚度为0.2mm，可用插入间隔导线或小玻璃球控制；

（3）将两搭接试样轻轻覆盖，置于压力下压制，然后根据测试要求在一定温度下浸泡在规定的试验流体中养护；

（4）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0.05mm；

（5）把试样对称地加在试验机中，以稳定速度加载，记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶结破坏的类型，包括内聚破坏、粘附破坏、试样破坏；

（6）试样品数量不少于5个，结果以剪切强度的算数平均值、最高值、最低值表示；取三位有效数字。