三轴承压堵漏模拟实验研究
发布时间：2022-01-04 21:02
堵漏颗粒在裂缝内架桥封堵过程与颗粒紧密堆积现象相类似,因此可参考颗粒紧密堆积Fuller曲线来确定封堵颗粒粒径分布。利用三轴承压堵漏实验装置可模拟漏失地层裂缝和三轴地应力状态,对比岩样破裂压力、重张压力和堵漏承压压力,开展2 mm裂缝下颗粒粒径分布对堵漏效果影响的堵漏模拟实验。结果表明,承压封堵裂缝的各级别颗粒粒径B、C、D、E所占百分比约为1.25∶1∶1.25∶1.5,而且粒径累积分布曲线与Fuller曲线相近,表明Fuller曲线可作为选择堵漏颗粒粒径分布的参考依据;实验后缝内堵漏颗粒只在裂缝内某些部位堆积分布,在裂缝面扭曲变形部位颗粒堆积更为明显;随着细颗粒百分比的增加,缝内封堵逐渐由缝口向裂尖过渡。
【文章来源】：钻采工艺. 2017,40(01)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
实验中各组配方的粒径分布曲线
(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方图1实验中各组配方的粒径分布曲线三、实验结果采用表2中PSD－1～PSD－10各组配方进行堵漏模拟实验，实验过程中各组配方的承压封堵压力与岩样破裂压力、重张压力的曲线见图2所示。(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方图2破裂压力、重张压力和各组配方的承压曲线由图2可知:对于粗颗粒所占比重较大的颗粒粒径组合PSD－1～PSD－2配方，与其他粒径组合配方相比承压封堵效果较差，表明粗颗粒虽然可以在裂缝内形成架桥骨架并承受井内压力，但是由于细颗粒含量低造成粗颗粒之间的孔隙无法被有效填充，从而影响缝内封堵区域的致密性，钻井液仍能继续向裂缝内漏失;对于PSD－3配方，虽然在较短时间内形成封堵并承受较高压力，但是封堵后迅速失效，表明在缝内形成的封堵区域不稳定钻井液将继续漏失;对于PSD－4～PSD－5配方，随着细颗粒百分比逐渐升高，对裂缝的承压封堵效果也逐渐提高，表明细颗粒对堵漏效果发挥着重要作用;对于PSD－6～PSD－7配方，与其他配方相比该两组配方的承压封堵效果较好，表明粗、细颗粒比例合理相互配合可形成致密稳定的封堵区域，钻井液难以继续渗透漏失;对于PSD－8～PSD－10配方，细颗粒所占比重较大，虽然可以实现对裂缝的承压封堵，但是由于架桥的粗颗粒百分比偏低，所形成的封堵区域不稳定而迅速失效。实验结果表明堵漏颗粒组合中随着细颗粒百分比逐渐升高，堵漏承压能力逐渐提高，但是细颗粒百分比并不是越高越好，当粗颗粒百分比较低时，承压能力反而降低。配方PSD－6和PSD－7承压能力最高且粒径分布曲线与颗粒紧密堆积Fuller曲线相近。对于本文2mm裂缝，结合配方PSD－6、PSD－7和Fuller曲线可知，对于各级别颗粒粒径B、C、D、E所占百分比?
图3裂缝内堵漏材料的分布情况四、结论(1)利用三轴承压堵漏实验装置开展堵漏模拟实验，结果表明各组颗粒组合承压能力介于岩样重张压力和破裂压力之间，且承压峰值压力均低于岩样的破裂压力。(2)实验结果表明对于2mm裂缝，各级别颗粒粒径B、C、D、E所占百分比约为1.25∶1∶1.25∶1.5，且粒径累积分布曲线与Fuller曲线相近;Fuller曲线可作为选择堵漏颗粒粒径分布的参考依据。(3)缝内堵漏颗粒只在裂缝内某些部位堆积，尤其是裂缝面扭曲变形部位;随着细颗粒百分比的增加，缝内封堵逐渐由缝口向裂尖过渡。(4)本文仅开展了2mm裂缝的核桃壳堵漏实验，三轴围压、裂缝开度和堵漏颗粒类型均对承压堵漏效果存在直接影响，下一步建议开展更多实验分别对其深入研究分析。参考文献［1］徐同台，刘玉杰，申威，等．钻井工程防漏堵漏技术［M］．北京:石油工业出版社，1998．［2］王业众，康毅力，游利军，等．裂缝性储层漏失机理及控制技术进展［J］．钻井液与完井液，2007，24(4):74－77．［3］舒刚，孟英峰，李红涛，等．裂缝内钻井液的漏失规律研究［J］．石油钻采工艺，2011，33(6):29－32．［4］薛玉志，刘振东，唐代绪，等．裂缝性地层堵漏配方及规律性研究［J］．钻井液与完井液，2009，26(6):28－30．［5］程仲，熊继有，程昆，等．物理法随钻堵漏技术的试验研究［J］．石油钻探技术，2009，37(1):53－57．［6］KulkamiSD，SavariS，MaghrabiShadaad，etal．Normalstressrheologyofdrillingfluidsandpotentialinlostcircu-lationcontrol［C］．SPE164617，2013．［7］Kaageson-LoeN，SandersMW，GrowcockF，etal．Par-ticulate-basedloss－preventionmaterial-Thesecretsoffracturesealingrevealed［C］．IADC/SPE112595，2008
【参考文献】：
期刊论文
[1]裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术[J]. 赵正国,蒲晓林,王贵,黄书红,向朝纲,杨哲. 钻井液与完井液. 2012(03)
[2]承压堵漏技术的研究与应用[J]. 郝惠军,田野,贾东民,刘学玲,郭明红,薛丽,刘艳,张黎黎. 钻井液与完井液. 2011(06)
[3]裂缝内钻井液的漏失规律研究[J]. 舒刚,孟英峰,李红涛,贾红军,严俊涛,李海旭. 石油钻采工艺. 2011(06)
[4]DL-2H堵漏仪自动控制设计与应用[J]. 杨争,谭敏. 复杂油气藏. 2010(03)
[5]裂缝性地层堵漏配方及规律性研究[J]. 薛玉志,刘振东,唐代绪,侯业贵,宋兆辉,刘从军. 钻井液与完井液. 2009(06)
[6]物理法随钻堵漏技术的试验研究[J]. 程仲,熊继有,程昆,凌云,王燕. 石油钻探技术. 2009(01)
[7]矿料级配设计理论的研究现状与发展趋势[J]. 王立久,刘慧. 公路. 2008(01)
[8]裂缝性储层漏失机理及控制技术进展[J]. 王业众,康毅力,游利军,刘加杰. 钻井液与完井液. 2007(04)
[9]复合堵漏中平衡区域及其在新型堵漏仪中的应用[J]. 王在明,邱正松,徐加放,黄维安. 石油学报. 2007(01)
[10]组合型裂缝漏床及其模拟堵漏试验方法的探索[J]. 冯学荣. 钻采工艺. 2004(06)
博士论文
[1]级配颗粒堆积体密度估算方法研究[D]. 张程林.华南理工大学 2013
[2]提高地层承压能力的钻井液封堵理论与技术研究[D]. 王贵.西南石油大学 2012
[3]钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究与应用[D]. 吕开河.中国石油大学 2007
硕士论文
[1]矿渣粉粒度分布特征及其对水泥强度的影响[D]. 韩涛.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3569052
【文章来源】：钻采工艺. 2017,40(01)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
实验中各组配方的粒径分布曲线
(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方图1实验中各组配方的粒径分布曲线三、实验结果采用表2中PSD－1～PSD－10各组配方进行堵漏模拟实验，实验过程中各组配方的承压封堵压力与岩样破裂压力、重张压力的曲线见图2所示。(a)PSD－1～PSD－5配方(b)PSD－5～PSD－10配方图2破裂压力、重张压力和各组配方的承压曲线由图2可知:对于粗颗粒所占比重较大的颗粒粒径组合PSD－1～PSD－2配方，与其他粒径组合配方相比承压封堵效果较差，表明粗颗粒虽然可以在裂缝内形成架桥骨架并承受井内压力，但是由于细颗粒含量低造成粗颗粒之间的孔隙无法被有效填充，从而影响缝内封堵区域的致密性，钻井液仍能继续向裂缝内漏失;对于PSD－3配方，虽然在较短时间内形成封堵并承受较高压力，但是封堵后迅速失效，表明在缝内形成的封堵区域不稳定钻井液将继续漏失;对于PSD－4～PSD－5配方，随着细颗粒百分比逐渐升高，对裂缝的承压封堵效果也逐渐提高，表明细颗粒对堵漏效果发挥着重要作用;对于PSD－6～PSD－7配方，与其他配方相比该两组配方的承压封堵效果较好，表明粗、细颗粒比例合理相互配合可形成致密稳定的封堵区域，钻井液难以继续渗透漏失;对于PSD－8～PSD－10配方，细颗粒所占比重较大，虽然可以实现对裂缝的承压封堵，但是由于架桥的粗颗粒百分比偏低，所形成的封堵区域不稳定而迅速失效。实验结果表明堵漏颗粒组合中随着细颗粒百分比逐渐升高，堵漏承压能力逐渐提高，但是细颗粒百分比并不是越高越好，当粗颗粒百分比较低时，承压能力反而降低。配方PSD－6和PSD－7承压能力最高且粒径分布曲线与颗粒紧密堆积Fuller曲线相近。对于本文2mm裂缝，结合配方PSD－6、PSD－7和Fuller曲线可知，对于各级别颗粒粒径B、C、D、E所占百分比?
图3裂缝内堵漏材料的分布情况四、结论(1)利用三轴承压堵漏实验装置开展堵漏模拟实验，结果表明各组颗粒组合承压能力介于岩样重张压力和破裂压力之间，且承压峰值压力均低于岩样的破裂压力。(2)实验结果表明对于2mm裂缝，各级别颗粒粒径B、C、D、E所占百分比约为1.25∶1∶1.25∶1.5，且粒径累积分布曲线与Fuller曲线相近;Fuller曲线可作为选择堵漏颗粒粒径分布的参考依据。(3)缝内堵漏颗粒只在裂缝内某些部位堆积，尤其是裂缝面扭曲变形部位;随着细颗粒百分比的增加，缝内封堵逐渐由缝口向裂尖过渡。(4)本文仅开展了2mm裂缝的核桃壳堵漏实验，三轴围压、裂缝开度和堵漏颗粒类型均对承压堵漏效果存在直接影响，下一步建议开展更多实验分别对其深入研究分析。参考文献［1］徐同台，刘玉杰，申威，等．钻井工程防漏堵漏技术［M］．北京:石油工业出版社，1998．［2］王业众，康毅力，游利军，等．裂缝性储层漏失机理及控制技术进展［J］．钻井液与完井液，2007，24(4):74－77．［3］舒刚，孟英峰，李红涛，等．裂缝内钻井液的漏失规律研究［J］．石油钻采工艺，2011，33(6):29－32．［4］薛玉志，刘振东，唐代绪，等．裂缝性地层堵漏配方及规律性研究［J］．钻井液与完井液，2009，26(6):28－30．［5］程仲，熊继有，程昆，等．物理法随钻堵漏技术的试验研究［J］．石油钻探技术，2009，37(1):53－57．［6］KulkamiSD，SavariS，MaghrabiShadaad，etal．Normalstressrheologyofdrillingfluidsandpotentialinlostcircu-lationcontrol［C］．SPE164617，2013．［7］Kaageson-LoeN，SandersMW，GrowcockF，etal．Par-ticulate-basedloss－preventionmaterial-Thesecretsoffracturesealingrevealed［C］．IADC/SPE112595，2008
【参考文献】：
期刊论文
[1]裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术[J]. 赵正国,蒲晓林,王贵,黄书红,向朝纲,杨哲. 钻井液与完井液. 2012(03)
[2]承压堵漏技术的研究与应用[J]. 郝惠军,田野,贾东民,刘学玲,郭明红,薛丽,刘艳,张黎黎. 钻井液与完井液. 2011(06)
[3]裂缝内钻井液的漏失规律研究[J]. 舒刚,孟英峰,李红涛,贾红军,严俊涛,李海旭. 石油钻采工艺. 2011(06)
[4]DL-2H堵漏仪自动控制设计与应用[J]. 杨争,谭敏. 复杂油气藏. 2010(03)
[5]裂缝性地层堵漏配方及规律性研究[J]. 薛玉志,刘振东,唐代绪,侯业贵,宋兆辉,刘从军. 钻井液与完井液. 2009(06)
[6]物理法随钻堵漏技术的试验研究[J]. 程仲,熊继有,程昆,凌云,王燕. 石油钻探技术. 2009(01)
[7]矿料级配设计理论的研究现状与发展趋势[J]. 王立久,刘慧. 公路. 2008(01)
[8]裂缝性储层漏失机理及控制技术进展[J]. 王业众,康毅力,游利军,刘加杰. 钻井液与完井液. 2007(04)
[9]复合堵漏中平衡区域及其在新型堵漏仪中的应用[J]. 王在明,邱正松,徐加放,黄维安. 石油学报. 2007(01)
[10]组合型裂缝漏床及其模拟堵漏试验方法的探索[J]. 冯学荣. 钻采工艺. 2004(06)
博士论文
[1]级配颗粒堆积体密度估算方法研究[D]. 张程林.华南理工大学 2013
[2]提高地层承压能力的钻井液封堵理论与技术研究[D]. 王贵.西南石油大学 2012
[3]钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究与应用[D]. 吕开河.中国石油大学 2007
硕士论文
[1]矿渣粉粒度分布特征及其对水泥强度的影响[D]. 韩涛.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3569052
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