一种暂堵剂储层保护作用评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油钻探过程中暂堵技术领域，特别是一种暂堵剂储层保护作用评价 方法。
【背景技术】
[0002] 自1997年罗平亚等人提出保护储层的屏蔽暂堵技术以来，暂堵剂作为最重要的 储层保护材料，在钻完井过程储层保护方面得到了迅速的发展和越来越广泛的应用。暂堵 技术主要依靠各种暂堵剂形成近井带的屏蔽环，在钻井过程中有效阻止钻井液中的固相和 滤液侵入储层，避免了固相及液相损害；油井完成后可通过射孔、酸溶、油溶等方式解堵，从 而起到储层保护作用。按照解堵方式的不同，暂堵剂分为水溶性、酸溶性、碱溶性和油溶性 暂堵剂。目前我国已成功开发与应用了各种类型的暂堵剂。
[0003] 目前石油钻井行业对于暂堵剂储层保护作用的评价主要包括暂堵率及油相渗透 率恢复率的测定，前者表征暂堵剂对水相滤液的封堵阻隔作用，后者则最直观地反映该暂 堵液的储层保护效果。然而通过测定渗透率恢复率来评价储层保护效果的方法具有一定局 限性。通过岩心流动实验测定油相渗透率恢复率，需要先测定岩心通过油相时的反向原始 渗透率，然后在一定条件下使用加入待考察暂堵剂的钻井液进行暂堵/污染，最后在切去 一部分经处理的岩心或经过其他酸溶、碱溶或油溶措施后，测定岩心通过油相时的反向终 了渗透率。这种方法会造成以下两方面不足：一方面，未充分考虑原钻井液所形成泥饼的性 质及作用，仅仅使用初始洁净岩心的油相渗透率进行对比，未考察不含暂堵剂时原钻井液 体系形成泥饼的暂堵作用；且泥饼本身的润湿性及油水通透性质也未得到体现。另一方面， 这种方法主要考察整个暂堵液体系的渗透率恢复率，并不能看出暂堵剂单剂对油水通过能 力的贡献。该方法的主要作用在于以最直观的方式给出暂堵解堵前后油相渗透率大小。目 前，还没有其他评价暂堵剂储层保护作用方法的相关报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供的一种更加准确和全面反映暂堵剂 储层保护作用的评价方法；该方法主要用于同时具有一定水溶/分散性和油溶/分散性的 暂堵剂的评价。
[0005] 本发明的一种暂堵剂储层保护作用评价方法包括： (1)岩心的准备：选取气相渗透率、孔隙度、长度、直径、干重均相差不大的四块岩心 进行实验，分别记为Corel、Core2、Core3、Core4 ;用清洁的盐水在真空条件下充分饱和岩 心24小时以上； (2)岩心原始渗透率的测定：采用岩心流动实验装置评价暂堵剂的储层保护作用；将 岩心Corel装入岩心夹持器中，用水驱替排除管线中的空气，设定一定环压P及岩心前后压 差ΛΡ，在一定温度T下用水驱替直至流量稳定后，计算岩心的原始正向水相渗透率K ;然后 在同样的测定条件下用油相反向驱替到不出水且流量稳定后为止，计算岩心的原始反向油 相渗透率Kq ; (3) 原浆污染后油水渗流量的测定：按照一定配方配制钻井液实验浆，每一种钻井液 都需要配制四份，分别记为Mudl、Mud2、Mud3、Mud4 ;设定一定环压P1，将钻井液实验浆Mudl 在一定温度T1及压力Λ P1下循环一段时间以形成泥饼；设定一定环压P2及岩心前后压差 Λ P2，在一定温度T2下用水驱替直至流量稳定后开始计时，记录30分钟内水相渗流量V1 ;按 照上述方法用钻井液实验浆Mud2对岩心Core2进行同样处理以得到泥饼，在同样的测定条 件下，记录用油相反向驱替到不出水且流量稳定的时间t，此刻开始计时，得到30分钟内油 相渗流量V 2，则原浆污染后油水渗流比R= V2A1X 100 ; (4) 暂堵后油水相渗透率及油水渗流量的测定：在实验浆Mud3中加入一定量的暂堵 剂，设定一定环压P3，在一定温度T 3及压力Λ P3下循环一段时间，在岩心Core3端面形成暂 堵层；按照（2)中方法测定暂堵后正向水相渗透率K 1，然后在与（3)中同样的测定条件下， 记录30分钟内水相渗流量V3 ;在实验浆MucM中加入一定量的暂堵剂，用上述同样方法在岩 心Core4端面形成暂堵层；按照（2)中方法测定暂堵后反向油相渗透率K d，然后在与（3)中 同样的测定条件下，记录用油相反向驱替到不出水且流量稳定的时间&，此刻开始计时，得 到30分钟内油相渗流量V 4 ;则暂堵后油水渗流比Rd= V4/V3X 100 ; 根据暂堵前后油水渗流比的数值大小，来判断暂堵剂对整个钻井液体系油水通过能力 贡献情况及泥饼的性质，即Rd < R时，认定暂堵剂对整体油相通过能力无贡献，Rd > R时， 暂堵剂对整体油相通过能力有贡献，Rd越大，贡献越大，且表明泥饼的亲油性越强； 根据油驱水结束直至油相渗流速率稳定的时间，即渗流平衡时间来判断暂堵剂返排能 力的好坏，即A > t时，认定暂堵剂返排能力不佳，h < t时，暂堵剂返排能力良好，h越 小，返排能力越好，且表明泥饼内部疏水程度越高。
[0006] 上述方案中，所述油相包括煤油或5#、7#、10#、15#白油中的任意一种。所述油相 为煤油或15#白油。
[0007] 所述岩心流动实验装置采用JHMD- II高温高压岩心动态损害评价系统。
[0008] 所述测定水相和油相渗透率的操作程序和计算公式，是依据SY/T 6703-2007 "岩 心流动性试验仪器通用技术条件"中相关内容。
[0009] 上述方案中还在于，所述环压？、？1、？2和？3在210^-910^之间 ；所述压差八？、八卩1、 Λ P2和Λ P3在2. 5MPa_5. 5MPa之间；所述温度TJ1J2和T3在25°C _140°C之间；所述步骤 (3)、步骤（4)的污染或暂堵过程中，钻井液实验浆形成泥饼或暂堵层的循环时间为3-5h。
[0010] 其中测定环压P与P2优先选择3MPa，污染环压P1与P 3优先选择6MPa ;其中测定 压差Λ P与Λ P2优先选择2. 5MPa，污染压差Λ P1与Λ P3优先选择3. 5MPa ;所述温度T、I\、 T2、T3 选择 25°C、90°C或 140°C。 toon] 本发明所述测定水相和油相渗透率/渗流量的操作程序所涉及参量和计算公式 包括： 暂堵率为：
【主权项】
1. 一种暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于包括： (1) 岩心的准备：选取气相渗透率、孔隙度、长度、直径、干重均相差不大的四块岩心进 行实验，分别记为Corel、Core2、Core3、Core4 ;用清洁的盐水在真空条件下充分饱和岩心 24小时以上； (2) 岩心原始渗透率的测定：采用岩心流动实验装置评价暂堵剂的储层保护作用；将 岩心Corel装入岩心夹持器中，用水驱替排除管线中的空气，设定一定环压P及岩心前后压 差ΛP，在一定温度T下用水驱替直至流量稳定后，计算岩心的原始正向水相渗透率K ;然后 在同样的测定条件下用油相反向驱替到不出水且流量稳定后为止，计算岩心的原始反向油 相渗透率Kq ; (3) 原浆污染后油水渗流量的测定：按照一定配方配制钻井液实验浆，每一种钻井液 都需要配制四份，分别记为Mudl、Mud2、Mud3、Mud4 ;设定一定环压P1，将钻井液实验浆Mudl 在一定温度T1及压力Λ P1下循环一段时间以形成泥饼；设定一定环压P2及岩心前后压差 Λ P2，在一定温度T2下用水驱替直至流量稳定后开始计时，记录30分钟内水相渗流量V1 ;按 照上述方法用钻井液实验浆Mud2对岩心Core2进行同样处理以得到泥饼，在同样的测定条 件下，记录用油相反向驱替到不出水且流量稳定的时间t，此刻开始计时，得到30分钟内油 相渗流量V 2，则原浆污染后油水渗流比R= V2A1X 100 ; (4) 暂堵后油水相渗透率及油水渗流量的测定：在实验浆Mud3中加入一定量的暂堵 剂，设定一定环压P3，在一定温度T 3及压力Λ P3下循环一段时间，在岩心Core3端面形成暂 堵层；按照（2)中方法测定暂堵后正向水相渗透率K 1，然后在与（3)中同样的测定条件下， 记录30分钟内水相渗流量V3 ;在实验浆MucM中加入一定量的暂堵剂，用上述同样方法在岩 心Core4端面形成暂堵层；按照（2)中方法测定暂堵后反向油相渗透率K d，然后在与（3)中 同样的测定条件下，记录用油相反向驱替到不出水且流量稳定的时间&，此刻开始计时，得 到30分钟内油相渗流量V 4 ;则暂堵后油水渗流比Rd= V4/V3X 100 ; 根据暂堵前后油水渗流比的数值大小，来判断暂堵剂对整个钻井液体系油水通过能力 贡献情况及泥饼的性质，即Rd < R时，认定暂堵剂对整体油相通过能力无贡献，Rd > R时， 暂堵剂对整体油相通过能力有贡献，Rd越大，贡献越大，且表明泥饼的亲油性越强； 根据油驱水结束直至油相渗流速率稳定的时间，即渗流平衡时间来判断暂堵剂返排能 力的好坏，即A > t时，认定暂堵剂返排能力不佳，h < t时，暂堵剂返排能力良好，h越 小，返排能力越好，且表明泥饼内部疏水程度越高。
2. 如权利要求1所述的暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于，所述油相包括煤 油或5#、7#、10#、15#白油中的任意一种。
3. 如权利要求2所述的暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于，所述油相为煤油 或15#白油。
4. 如权利要求1所述的暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于，所述岩心流动实 验装置采用JHMD- II高温高压岩心动态损害评价系统。
5. 如权利要求1所述的暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于，所述测定水相和 油相渗透率的操作程序和计算公式，是依据SY/T 6703-2007 "岩心流动性试验仪器通用技 术条件"中相关内容。
6. 如权利要求1或2、3、4、5所述的暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于，所述环 压 P、Pp P2 和 P3 在 2MPa-9MPa 之间；所述压差 Λ ρ、Λ Λ P2 和 Λ P3 在 2. 5MPa_5. 5MPa 之 间；所述温度IM^T2和T3在25°C _140°C之间；所述步骤（3)、步骤（4)的污染或暂堵过程 中，钻井液实验浆形成泥饼或暂堵层的循环时间为3-5h。
7.如权利要求6所述的暂堵剂储层保护作用评价方法，其特征在于，其中测定环压P 与P2优先选择3MPa，污染环压P1与P3优先选择6MPa ;其中测定压差Λ P与Λ P2优先选择 2. 5MPa，污染压差AP1与APJt先选择3. 5MPa ;所述温度Τ、1\、T2、T3选择25°C、90°C或 140。。。
【专利摘要】本发明公开了一种暂堵剂储层保护作用评价方法。所述方法包括：(1)岩心的准备；(2)岩心原始渗透率的测定；(3)原浆污染后油水渗流量的测定；(4)暂堵后油水相渗透率及油水渗流量的测定；根据暂堵前后油水渗流比的数值大小，来判断暂堵剂对整个钻井液体系油水通过能力贡献情况及泥饼的性质，即Rd＞R时，暂堵剂对整体油相通过能力有贡献；根据油驱水结束直至油相渗流速率稳定的时间，即渗流平衡时间来判断暂堵剂返排能力的好坏，即t1＜t时，暂堵剂返排能力良好。本发明能够考察暂堵剂对整个钻井液体系贡献情况，并充分体现钻井液所形成泥饼的性质及作用，是一种更加准确和全面的评价方法。
【IPC分类】G01N33-00, G01N15-08
【公开号】CN104634924
【申请号】CN201310547074
【发明人】徐运波, 李公让, 蓝强, 郑成胜, 张鹏, 李海滨, 张敬辉
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月7日