為解決易漏失砂巖地層頻發(fā)的井漏問題,采用巴西劈裂試驗(yàn)研究方法,測(cè)試不同粒徑組合方式下防井漏材料對(duì)于井壁抗拉強(qiáng)度的強(qiáng)化效果。通過對(duì)比巖樣孔喉尺寸和鉆井液中防井漏材料的顆粒粒徑,分析砂巖經(jīng)不同粒徑防井漏材料鉆井液處理后的巖樣抗拉強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果,得到以下結(jié)論:相較于水潤(rùn)巖樣的抗拉強(qiáng)度,防井漏材料明顯起到強(qiáng)化井壁的效果,從而提高地層承壓能力;未經(jīng)粒徑優(yōu)化設(shè)計(jì)的防井漏材料有可能無(wú)法強(qiáng)化井壁,從而造成井漏問題無(wú)法緩解和鉆井材料資源浪費(fèi)等問題;鉆井液中防井漏材料顆粒粒徑范圍越廣,井壁強(qiáng)化效果越明顯;若要達(dá)到最佳防井漏效果,使得地層承壓能力最高,建議鉆井液在進(jìn)行防井漏材料粒徑組合優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮將防井漏材料的平均顆粒粒徑約等于巖樣平均孔喉尺寸。研究結(jié)果可為維持易漏失砂巖地層的井壁穩(wěn)定、縮短非生產(chǎn)時(shí)間和安全高效鉆井提供參考。 

【文章來(lái)源】：石油機(jī)械. 2020,48(07)北大核心

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水基鉆井液基本構(gòu)成

根據(jù)高斯分布規(guī)律，試驗(yàn)用巖樣孔喉尺寸分布規(guī)律如圖2所示。由圖2可知:在干燥巖心和水潤(rùn)巖心中的孔喉尺寸累計(jì)頻率曲線在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中均呈現(xiàn)S形曲線;在干燥巖心中，平均孔喉尺寸為27μm，最大孔喉測(cè)量尺寸為68μm，有??的孔喉尺寸大于34μm;而在水潤(rùn)巖心中，平均孔喉尺寸為26μm，最大孔喉測(cè)量尺寸為48μm，有??的孔喉尺寸大于30μm。由此可見，水分使得巖石骨架膨脹，擠壓原有孔喉空間，導(dǎo)致孔喉尺寸縮小。另一方面，通過圖2中曲線可以發(fā)現(xiàn)，相較于干燥巖樣中的孔喉分布，水潤(rùn)巖心中的最小孔喉尺寸明顯發(fā)生右移，這可能與毛細(xì)管力現(xiàn)象有關(guān)。由于毛細(xì)管力會(huì)隨著孔喉尺寸的減小而增大，所以，孔喉尺寸越小，毛細(xì)管力效應(yīng)愈強(qiáng)，越容易吸水導(dǎo)致巖樣膨脹，使得孔喉縮小愈加劇，最終導(dǎo)致小尺寸孔喉難以測(cè)量，甚至完全封閉。2.2 防井漏材料粒徑分布

明確各種防井漏材料顆粒粒徑分布規(guī)律后，各種水基鉆井液中防井漏材料顆粒粒徑分布曲線如圖5所示。由于3種水基鉆井液組分相似，唯一區(qū)別在于碳酸鈣粉末顆粒粒徑差異。因此，3種水基鉆井液防井漏材料最大顆粒粒徑取決于石墨顆粒粒徑分布，但由于碳酸鈣粉末顆粒粒徑差異，不同鉆井液顆粒在小粒徑范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)明顯差異。3種水基鉆井液中，鉆井液1的防井漏材料中，細(xì)碳酸鈣顆粒粒徑與石墨顆粒粒徑相差最多，因此其相較于另外兩種鉆井液具有最廣闊的顆粒粒徑分布范圍。按照計(jì)算結(jié)果，水基鉆井液-細(xì)碳酸鈣、水基鉆井液-中碳酸鈣和水基鉆井液-粗碳酸鈣粉末3種水基鉆井液的防井漏材料平均顆粒粒徑分別為29、33和37μm。圖4 防井漏材料顆粒粒徑分布曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]裂縫性致密砂巖氣層油基鉆井液傷害機(jī)理及保護(hù)技術(shù)研究[D]. 徐鵬.西南石油大學(xué) 2016

碩士論文
[1]強(qiáng)化井筒的鉆井液防漏技術(shù)研究[D]. 任保友.西南石油大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3292284