一种降低泥页岩坍塌应力的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于钻井液处理剂技术领域，尤其设及一种降低泥页岩巧塌应力的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，保持井底稳定，是泥页岩中页岩气开发的一个技术难题。传统的方法主要是 在钻井液中加入无机盐或者聚合物或者两者混合物来提高钻井液的抑制性。无机盐与岩石 的作用机理可分为两种，一种是化C12和NaCl，此类无机盐主要是通过阻止水进入页岩颗粒 而起抑制页岩分散的作用。另一类是K+和饥产，此类无机盐离子主要通过两个方面来抑制 页岩水化，一是使晶层间脱水，并压缩使晶层间形成紧密构造从而抑制粘±水化。二是通过 相邻晶层的四面体晶片互相靠近，从而限了相邻娃酸盐晶片的膨胀和分离。聚合物与岩石 主要是靠吸附一包被的作用机理来抑制泥页岩水化。由于泥页岩的孔隙小，石蜡、渐青等传 统的封堵剂不能进入到孔隙中进行封堵，因此选择聚合醇、聚合離等具有浊点效应的非离 子封堵剂进行封堵。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种降低泥页岩巧塌应力的方法，旨在解决传统防止泥页 岩巧塌而添加页岩抑制剂但是并不能直接降低泥页岩巧塌应力的问题。
[0004] 本发明是该样实现的，一种降低泥页岩巧塌应力的方法，该降低泥页岩巧塌应力 的方法选用聚合離、聚合醇非离子表面活性剂作为非离子封堵剂，对泥页岩的孔隙W及微 裂缝进行封堵，聚合醇的浓度为3%，聚合離的浓度为3%。
[0005] 进一步，该降低泥页岩巧塌应力的方法选取制作好的岩巧，测得水化时间后，利用 组分不同的钻井液对在不同温度浸泡W后测岩石力学性质变化；
[0006] 通过控制钻井液处理剂类型、浓度W及浸泡温度对岩石抗压强度的影响，计算巧 塌压力的变化量，优选出降低岩石巧塌应力效果最好的处理剂。
[0007] 进一步，水化时间为不同类型岩石所具有的水化时间。
[000引进一步，不同浸泡温度为聚合離，聚合醇的浊点温度。
[0009] 进一步，处理剂为具有浊点效应的聚合醇、聚合離。
[0010] 本发明降低泥页岩巧塌应力的原理：
[0011] 本发明提供的降低泥页岩巧塌应力的方法，选用聚合離、聚合醇等非离子表面活 性剂作为非离子封堵剂，对泥页岩的孔隙W及微裂缝进行有效封堵，进一步降低了水进入 泥页岩的速率W及进入量，从而在根本上降低泥页岩的巧塌应力。本发明较现有的技术相 比能够更有效降低岩石巧塌应力，由于聚合醇对页岩不仅具有抑制性、封堵性，同时还能降 低表、界面张力，使油气返排压差减小，有利于对油气层的保护，聚合醇钻井液处理剂对环 境是友好的、无毒的，无论是在淡水还是在海水中，它都是易于生物降解的，聚合物处理剂 既是配制环保型水基钻井液的理想润滑防塌剂，又是新一代无油的油基钻井液用化学品， 具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明实施例提供的降低泥页岩巧塌应力的方法流程图。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0014] 下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
[0015] 如图1所示，本发明实施例的降低泥页岩巧塌应力的方法包括W下步骤：
[0016] S101 ;选取制作好的岩巧，测得其水化时间后，利用组分不同的钻井液对其在不同 温度浸泡W后测其岩石力学性质变化；
[0017] S102 ;通过控制钻井液处理剂类型、浓度W及浸泡温度对岩石抗压强度的影响，计 算出巧塌压力的变化量，优选出降低岩石巧塌应力效果最好的处理剂。
[0018] 在步骤S101中，水化时间为不同类型岩石所具有的水化时间，它随岩石的组分而 变化。
[0019] 在步骤S101中，组分不同的钻井液主要为添加了聚合離、聚合醇等非离子表面活 性剂；聚合醇的浓度为3%，聚合離的浓度为3% ;不同浸泡温度为聚合離，聚合醇的浊点温 度。
[0020] 在步骤S102中，处理剂为聚合醇、聚合離等具有浊点效应的处理剂。
[0021] 本发明的工作原理；假定岩石的内摩擦角为30°，实测岩巧所处井深为3000m。取 两块组分不同的岩巧在不同类型W及不同浓度钻井液中浸泡一定时间，然后利用浸泡好的 岩巧做=轴抗压实验，根据实测岩石强度数据，计算在W上假定条件下的地层巧塌压力。其 具体的操作流程如下：
[0022] (1)首先将岩巧放于温度为80°C的井浆巧％阳62000中浸泡12h，然后将温度升 高到浊点温度（i3(rc左右）W上继续浸泡化，取出做=轴抗压实验。
[002引 （2)首先将岩巧放于温度为80°C的井浆+3%化64中浸泡16h，然后将岩巧取出做 =轴抗压实验。
[0024] 本发明的具体实施例；
[00巧]实施例1
[0026] 首先，测定岩巧不做处理时的S轴实验数据，实验统一为围压40MPa，实验温度为 80°C，测得岩石应力值为189MPa，巧塌压力为0.62g/cm3。然后测定岩巧在不同浓度温度为 80°C的浸泡体系中浸泡16个小时后的=轴岩石力学参数数据。
[0027]
【主权项】
1. 一种降低泥页岩坍塌应力的方法，其特征在于，该降低泥页岩坍塌应力的方法选用 聚合醚、聚合醇非离子表面活性剂作为非离子封堵剂，对泥页岩的孔隙以及微裂缝进行封 堵，聚合醇的浓度为3%，聚合醚的浓度为3%。
2. 如权利要求1所述的降低泥页岩坍塌应力的方法，其特征在于，该降低泥页岩坍塌 应力的方法选取制作好的岩芯，利用不同组分的钻井液浸泡16h，然后利用RTR-1000三轴 岩石力学参数测试仪上测取岩芯力学性质的变化； 测得水化时间后，利用组分不同的钻井液对在不同温度浸泡以后测岩石力学性质变 化； 通过控制钻井液处理剂类型、浓度以及浸泡温度对岩石抗压强度的影响，计算坍塌压 力的变化量，优选出降低岩石坍塌应力效果最好的处理剂。
3. 如权利要求2所述的降低泥页岩坍塌应力的方法，其特征在于，水化时间为不同类 型岩石所具有的水化时间。
4. 如权利要求2所述的降低泥页岩坍塌应力的方法，其特征在于，不同浸泡温度为聚 合醚，聚合醇的浊点温度。
5. 如权利要求2所述的降低泥页岩坍塌应力的方法，其特征在于，处理剂为具有浊点 效应的聚合醇、聚合醚。
【专利摘要】本发明公开了一种降低泥页岩坍塌应力的方法，选用聚合醚、聚合醇非离子表面活性剂作为非离子封堵剂，对泥页岩的孔隙以及微裂缝进行封堵，聚合醇的浓度为3％，聚合醚的浓度为3％。本发明降低了水进入泥页岩的速率以及进入量，从而在根本上降低泥页岩的坍塌应力，由于聚合醇对页岩不仅具有抑制性、封堵性，同时还能降低表、界面张力，使油气返排压差减小，有利于对油气层的保护，聚合醇钻井液处理剂对环境是友好的、无毒的，无论是在淡水还是在海水中，它都是易于生物降解的，聚合物处理剂既是配制环保型水基钻井液的理想润滑防塌剂，又是新一代无油的油基钻井液用化学品，具有良好的应用前景。
【IPC分类】C09K8-42, E21B33-13
【公开号】CN104712290
【申请号】CN201510128202
【发明人】黄进军, 徐英, 陈辛未, 黎然, 李春霞
【申请人】西南石油大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月24日