针对易漏砂岩地层防井漏材料粒径优化设计

发布时间：2021-07-20 06:04

　　为解决易漏失砂岩地层频发的井漏问题,采用巴西劈裂试验研究方法,测试不同粒径组合方式下防井漏材料对于井壁抗拉强度的强化效果。通过对比岩样孔喉尺寸和钻井液中防井漏材料的颗粒粒径,分析砂岩经不同粒径防井漏材料钻井液处理后的岩样抗拉强度测试结果,得到以下结论:相较于水润岩样的抗拉强度,防井漏材料明显起到强化井壁的效果,从而提高地层承压能力;未经粒径优化设计的防井漏材料有可能无法强化井壁,从而造成井漏问题无法缓解和钻井材料资源浪费等问题;钻井液中防井漏材料颗粒粒径范围越广,井壁强化效果越明显;若要达到最佳防井漏效果,使得地层承压能力最高,建议钻井液在进行防井漏材料粒径组合优化设计时,应考虑将防井漏材料的平均颗粒粒径约等于岩样平均孔喉尺寸。研究结果可为维持易漏失砂岩地层的井壁稳定、缩短非生产时间和安全高效钻井提供参考。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

水基钻井液基本构成

根据高斯分布规律，试验用岩样孔喉尺寸分布规律如图2所示。由图2可知:在干燥岩心和水润岩心中的孔喉尺寸累计频率曲线在半对数坐标系中均呈现S形曲线;在干燥岩心中，平均孔喉尺寸为27μm，最大孔喉测量尺寸为68μm，有??的孔喉尺寸大于34μm;而在水润岩心中，平均孔喉尺寸为26μm，最大孔喉测量尺寸为48μm，有??的孔喉尺寸大于30μm。由此可见，水分使得岩石骨架膨胀，挤压原有孔喉空间，导致孔喉尺寸缩小。另一方面，通过图2中曲线可以发现，相较于干燥岩样中的孔喉分布，水润岩心中的最小孔喉尺寸明显发生右移，这可能与毛细管力现象有关。由于毛细管力会随着孔喉尺寸的减小而增大，所以，孔喉尺寸越小，毛细管力效应愈强，越容易吸水导致岩样膨胀，使得孔喉缩小愈加剧，最终导致小尺寸孔喉难以测量，甚至完全封闭。2.2 防井漏材料粒径分布

明确各种防井漏材料颗粒粒径分布规律后，各种水基钻井液中防井漏材料颗粒粒径分布曲线如图5所示。由于3种水基钻井液组分相似，唯一区别在于碳酸钙粉末颗粒粒径差异。因此，3种水基钻井液防井漏材料最大颗粒粒径取决于石墨颗粒粒径分布，但由于碳酸钙粉末颗粒粒径差异，不同钻井液颗粒在小粒径范围内会出现明显差异。3种水基钻井液中，钻井液1的防井漏材料中，细碳酸钙颗粒粒径与石墨颗粒粒径相差最多，因此其相较于另外两种钻井液具有最广阔的颗粒粒径分布范围。按照计算结果，水基钻井液-细碳酸钙、水基钻井液-中碳酸钙和水基钻井液-粗碳酸钙粉末3种水基钻井液的防井漏材料平均颗粒粒径分别为29、33和37μm。图4 防井漏材料颗粒粒径分布曲线

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]裂缝性致密砂岩气层油基钻井液伤害机理及保护技术研究[D]. 徐鹏.西南石油大学 2016

硕士论文
[1]强化井筒的钻井液防漏技术研究[D]. 任保友.西南石油大学 2018



本文编号：3292284