[发明专利]油基钻井液纳米-微米封堵剂的筛选方法

说明书

本发明提供了一种油基钻井液纳米‑微米封堵剂的筛选方法。该方法包括步骤S1：制备包含封堵剂的封堵浆；步骤S2：使封堵浆通过醋酸硝酸混合纤维素脂滤膜，测定封堵浆的滤失量；使封堵浆进行渗透性封堵，测定封堵浆的渗透性封堵滤失量；以及使封堵浆进行驱替实验，测定封堵浆的封堵率和突破压力。应用该方法，通过高温高压滤失实验、渗透性封堵实验和驱替实验的结合，对封堵剂进行综合分析，建立一种仪器简单、相对易得的评估方法，精确地评估了油基钻井液对纳米‑微米孔吼的封堵性能，为页岩气油基钻井液提供技术支持。

技术领域

本发明涉及石油钻井中钻井液处理剂的测试方法，具体而言，涉及一种油基钻井液纳米-微米封堵剂的筛选方法。

背景技术

近年来，四川川南地区页岩气勘探开发试验区发展迅速，到2020年试验区页岩气年产量将达到100亿立方米以上。研究表明，川南页岩气龙马溪组-五峰组页岩的页理发育水平薄，胶结弱、易解理，地层破碎程度大，井壁容易坍塌掉块，从而引起卡钻。在压差与毛细管压力作用下，钻井液滤液容易侵入，导致泥岩水化膨胀，裂缝面或层理面开裂，岩石强度下降，并且不断沿着裂缝横向、纵向发展，造成井壁失稳。常见封堵剂难以形成有效封堵，需要纳米-微米级封堵剂形成良好的粒径级配。封堵微纳米级裂缝及孔吼成为解决泥页岩井壁失稳的关键。然而，如何经济有效地评价油基钻井液对页岩地层微纳米级孔缝的封堵能力，优选出性能最佳的油基钻井液纳-微米封堵剂值得研究。

目前，存在多种评价页岩微纳米级孔缝封堵效果的方法。Meghan等利用页岩膜实验测试压力变化及页岩渗透率，衡量纳米粒子对页岩的封堵性，结果精确但时间周期长；Charles等建立了一种通过水力压裂装置评价纳米颗粒钻井液对井壁的强化作用；Liang等结合CT扫描实验，从微观角度揭示了微纳米封堵对页岩井壁稳定性的作用机理，但仪器昂贵。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种油基钻井液纳米-微米封堵剂的筛选方法，以解决现有技术中测定封堵剂的封堵效果时间周期长、仪器昂贵、需要页岩岩心的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油基钻井液纳米-微米封堵剂的筛选方法，包括步骤S1：制备包含封堵剂的封堵浆；步骤S2：使封堵浆通过醋酸硝酸混合纤维素脂滤膜，测定封堵浆的滤失量；使封堵浆进行渗透性封堵，测定封堵浆的渗透性封堵滤失量；以及使封堵浆进行驱替实验，测定封堵浆的封堵率和突破压力。

进一步地，在测定封堵浆的滤失量之后，进行渗透性封堵和驱替实验。

进一步地，步骤S2包括：使封堵浆在20℃至150℃的温度和3.5-4.2MPa的压力下通过孔径为0.22至1μm的醋酸硝酸混合纤维素脂滤膜，测定封堵浆的滤失量；优选使封堵浆在20℃至150℃的温度和3.5-4.2MPa的压力下进行渗透性封堵，测定封堵浆的渗透性封堵滤失量；优选使封堵浆在20℃至150℃的温度和0至40MPa的压力下进行驱替实验，测定封堵浆的封堵率和突破压力。

进一步地，使用渗透性封堵仪以范恩低渗砂盘作为过滤介质进行渗透性封堵。

进一步地，范恩低渗砂盘具有10×10^-3μm²的陶瓷滤盘和3μm的孔喉直径。

进一步地，驱替实验使用渗透率为1-10mD的人造岩心。

进一步地，驱替实验包括：用白油测试岩心的渗透率，然后用封堵浆污染岩心，污染完成后再用白油测试污染后的岩心的渗透率。

进一步地，封堵剂选自由沥青类封堵剂、改性橡胶类封堵剂和纳米封堵剂组成的组中的一种或多种。

进一步地，封堵剂选自由氧化沥青、天然沥青、磺化沥青、Morlf、Nanoshield和DR-nanoseal组成的组中的一种或多种。