一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法与流程

1.本发明涉及堵漏技术领域，尤其涉及一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法。


背景技术：

2.井漏是目前钻井过程中最常见的井下复杂问题之一，直接降低钻井速度、增加钻井成本，是制约油气、天然气水合物、地热等储层勘探开发速度的主要技术瓶颈之一。井漏在不同类型地层均可能发生，其中以裂缝、溶洞发育地层的漏失程度最严重，也最难解决。
3.采用化学堵漏剂对漏失地层进行封堵是目前常用的井漏对策之一。常用的化学堵漏剂包括桥接堵漏剂、高失水堵漏剂、暂堵材料堵漏剂、化学堵漏剂及复合型(软硬塞)堵漏剂等，矿场已经初步形成了不同堵漏剂封堵不同漏失层位的处理方法。
4.目前国内外针对堵漏剂的研究主要集中在提高堵漏剂的强度、韧性、耐温性等，而对于堵漏剂与漏失通道的匹配程度研究较少。现场施工过程中，过于依赖现场操作人员的个人经验，堵漏剂与裂缝的匹配能力较差，导致堵漏剂浓度的选择存在盲目性，从而使堵漏剂浓度没有很好的与裂缝内部尺寸相匹配，造成堵漏效果不佳及钻井液成本增加。
5.现有技术中只能对单一漏失通道进行封堵评价，而且受设备条件限制，一般以在金属片上切割单一裂缝作为研究的介质，不能模拟天然岩石介质的孔道，也不能同时模拟系列不同尺寸的通道和高温高压环境。本发明可以弥补现有技术的这些缺陷。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，以解决现有技术堵漏剂与裂缝的匹配能力较差的技术问题。
7.如上构思，本发明所采用的技术方案是：
8.一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，包括：
9.步骤s1：在模型基质上制作漏失通道，自所述漏失通道的入口端向所述漏失通道的出口端，所述漏失通道的直径逐渐减小；
10.步骤s2：向所述漏失通道的入口端注入设定浓度的堵漏剂，同时测量所述漏失通道的轴向上多个位置处的压力值；
11.步骤s3：根据各个所述压力值确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸。
12.其中，在所述步骤s3中，沿堵漏剂自前向后的流动方向，定义前后相邻的两个所述压力值分别为第一压力值和第二压力值，与所述第一压力值对应的所述漏失通道的直径为第一直径，与所述第二压力值对应的所述漏失通道的直径为第二直径；若所述第一压力值大于第一设定值，且所述第二压力值小于第二设定值，则与堵漏剂所匹配的封堵尺寸介于所述第一直径与所述第二直径之间。
13.其中，于另一个模型基质上制作漏失通道，所述漏失通道的入口端的直径为所述第一直径，所述漏失通道的出口端的直径为所述第二直径，重复步骤s2和步骤s3。
14.其中，所述漏失通道包括依次连通的若干个不同直径的圆柱通道，在向所述漏失
通道内注入堵漏剂时，测量各个所述圆柱通道内的压力值。
15.其中，所述漏失通道为圆锥形通道。
16.其中，在所述步骤s2中，在向所述漏失通道的入口端注入堵漏剂时，所述漏失通道的轴线沿水平方向设置。
17.其中，所述步骤s2还包括：
18.s21：向所述漏失通道内注入第一设定体积的堵漏剂之后，再向所述漏失通道的入口端注水，若在第一设定时长之内，各个所述压力值不变，则停止注水。
19.其中，对于不同浓度的堵漏剂，随着所述堵漏剂浓度的增加，与所述堵漏剂所匹配的封堵尺寸增大。
20.其中，所述步骤s1还包括：
21.步骤s11：在模型基质上制作测量通道，所述测量通道沿所述漏失通道的径向延伸，沿所述漏失通道的轴向间隔设置有多个所述测量通道，所述测量通道的一端与所述漏失通道连通，所述测量通道的另一端设置有压力传感器，所述压力传感器用于获取所述压力值。
22.其中，在所述步骤s1之前，包括：
23.步骤s0：制作模型基质，制作过程如下：
24.将天然岩石的岩心打碎，研磨成岩石颗粒；
25.将岩石颗粒、环氧树脂和添加剂混合，置入模具中制备得到截面是圆形或方形的模型基质。
26.本发明的有益效果：
27.本发明提出的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，在模型基质上制作漏失通道，自漏失通道的入口端向漏失通道的出口端，漏失通道的直径逐渐减小；向漏失通道的入口端注入设定浓度的堵漏剂，同时测量漏失通道的轴向上多个位置处的压力值；根据各个压力值确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸。由于漏失通道为变直径通道，因此无需开设多个裂缝，在一次注液之后，即可确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸，试验过程快，节省时间和成本。
附图说明
28.图1是本发明实施例一提供的钻井用堵漏剂堵漏试验装置的示意图；
29.图2是本发明实施例二提供的钻井用堵漏剂堵漏试验装置的示意图。
30.图中：
31.1、模型基质；2、漏失通道；3、测量通道；4、压力传感器。
具体实施方式
32.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也
可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
36.实施例一
37.参见图1，本发明实施例提供一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，包括：
38.步骤s1：在模型基质1上制作漏失通道2，自所述漏失通道2的入口端向所述漏失通道2的出口端，所述漏失通道2的直径逐渐减小；
39.步骤s2：向所述漏失通道2的入口端注入设定浓度的堵漏剂，同时测量所述漏失通道2的轴向上多个位置处的压力值；
40.步骤s3：根据各个所述压力值确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸。
41.由于漏失通道2为变直径通道，因此无需开设多个裂缝，在一次注液之后，即可确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸，试验过程快，节省时间和成本。
42.其中，在步骤s1之前，包括：
43.s0：制作模型基质1，模型基质1的制作过程如下：
44.将天然岩石的岩心打碎，研磨成岩石颗粒；
45.将岩石颗粒、环氧树脂和添加剂混合，置入模具中制备得到截面是圆形或方形的模型基质1。
46.在模型基质1制作完成后，在模型基质1上沿长度方向开孔形成漏失通道2。
47.在本实施例中，选取截面为方形的模型基质1，具体为石英砂胶结模型基质，模型基质1的尺寸可以为4.5cm
×
4.5cm
×
100cm。
48.步骤s1还包括：
49.步骤s11：在模型基质1上制作测量通道3，测量通道3沿漏失通道2的径向延伸，沿漏失通道2的轴向间隔设置有多个测量通道3，测量通道3的一端与漏失通道2连通，测量通道3的另一端设置有压力传感器4，压力传感器4用于获取压力值。
50.各个压力传感器4安装在漏失通道2的不同直径处，因此能够测得与该直径对应的位置是否有堵漏剂填充。若有堵漏剂填充，则压力上升幅度很大，若没有堵漏剂填充，则压力上升幅度很小。
51.具体地，可以选用量程为0～2mpa的压力传感器4。
52.在步骤s2中，在向漏失通道2的入口端注入堵漏剂时，漏失通道2的轴线沿水平方向设置，使得堵漏剂沿水平方向注入，目的是真实模拟井漏工况。由于井眼大都是垂直方向的，井漏发生在井眼的侧壁上，因此在封堵时，需要沿水平方向注入堵漏剂。
53.其中，可以采用现有的泵组件向漏失通道2内注入堵漏剂。
54.步骤s2还包括：
55.s21：向漏失通道2内注入第一设定体积的堵漏剂之后，再向漏失通道2的入口端注水，若在第一设定时长之内，各个压力值不变，则停止注水。
56.第一设定体积的堵漏剂足够使得漏失通道2封堵。注水的目的是为了保证堵漏剂已经封堵漏失通道2，不存在泄漏情况。其中，注水可以为蒸馏水，水也可以由其他溶剂代替。
57.在本实施例中，选用的堵漏剂溶液的浓度是5％，但是在此对堵漏剂溶液不作限制，可以根据需要对多个种类、不同浓度的堵漏剂进行试验。
58.对于同一种类、不同浓度的堵漏剂，随着堵漏剂浓度的增加，与堵漏剂所匹配的封堵尺寸增大。可以根据堵漏剂的浓度，选择大致匹配的漏失通道2进行试验，避免盲目选择造成材料浪费。
59.与堵漏剂所匹配的封堵尺寸，可以是一个数值，也可以是一个范围，范围越小，则精度越高。一般情况下，该范围的上限值和下限值精确到5mm则能满足实际需求。
60.在步骤s3中，沿堵漏剂自前向后的流动方向，定义前后相邻的两个压力值分别为第一压力值和第二压力值，与第一压力值对应的漏失通道2的直径为第一直径，与第二压力值对应的漏失通道2的直径为第二直径；若第一压力值大于第一设定值，且第二压力值小于第二设定值，则与堵漏剂所匹配的封堵尺寸介于第一直径与第二直径之间。其中，第一设定值可以为压力传感器4量程的80％，在此不作限制。
61.为了更精确获得该堵漏剂的封堵尺寸，在封堵尺寸介于第一直径与第二直径之间之后，于另一个模型基质1上制作漏失通道2，漏失通道2的入口端的直径为第一直径，漏失通道2的出口端的直径为第二直径，重复步骤s2和步骤s3。此时可以获得更小的封堵尺寸的范围，使得试验结果更准确。
62.在本实施例中，漏失通道2包括依次连通的若干个不同直径的圆柱通道，在向漏失通道2内注入堵漏剂时，测量各个圆柱通道内的压力值。
63.在第一个示例中，漏失通道2包括依次连通的四个圆柱通道，四个圆柱通道的直径由大到小依次为3cm、1.5cm、0.8cm和0.3cm，压力传感器4设置有四个，每个圆柱通道上设置一个压力传感器4。
64.堵漏剂为聚氨酯泡沫堵漏剂，对应的四个压力值依次为1.7mpa、1.8mpa、0.1mpa和0.1mpa，则与该堵漏剂所匹配的封堵尺寸介于0.8cm到1.5cm之间。
65.在第二个示例中，漏失通道2包括依次连通的四个圆柱通道，四个圆柱通道的直径由大到小依次为1.5cm、1.2cm、1.0cm和0.8cm，对应的四个压力值依次为1.7mpa、1.8mpa、0.1mpa和0.1mpa，则与该堵漏剂所匹配的封堵尺寸介于1.0cm到1.2cm之间。
66.上述数据只作为解释试验过程的示例，不具有局限性。通过多次进行试验，使得试验结果更精确。
67.实施例二
68.图2示出了实施例二，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记。为简便起见，仅描述实施例二与实施例一的区别点。区别之处在于，漏失通道2为圆锥形通道。压力传感器4设置有四个，四个压力传感器4分布在圆锥形通道的不同直径处，进而能够获得不同直径处的压力值。根据各个压力值确定所用的堵漏剂所匹配的封堵
尺寸，原理与实施例一相同。
69.以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，包括：步骤s1：在模型基质上制作漏失通道，自所述漏失通道的入口端向所述漏失通道的出口端，所述漏失通道的直径逐渐减小；步骤s2：向所述漏失通道的入口端注入设定浓度的堵漏剂，同时测量所述漏失通道的轴向上多个位置处的压力值；步骤s3：根据各个所述压力值确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸。2.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，在所述步骤s3中，沿堵漏剂自前向后的流动方向，定义前后相邻的两个所述压力值分别为第一压力值和第二压力值，与所述第一压力值对应的所述漏失通道的直径为第一直径，与所述第二压力值对应的所述漏失通道的直径为第二直径；若所述第一压力值大于第一设定值，且所述第二压力值小于第二设定值，则与堵漏剂所匹配的封堵尺寸介于所述第一直径与所述第二直径之间。3.根据权利要求2所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，于另一个模型基质上制作漏失通道，所述漏失通道的入口端的直径为所述第一直径，所述漏失通道的出口端的直径为所述第二直径，重复步骤s2和步骤s3。4.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，所述漏失通道包括依次连通的若干个不同直径的圆柱通道，在向所述漏失通道内注入堵漏剂时，测量各个所述圆柱通道内的压力值。5.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，所述漏失通道为圆锥形通道。6.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，在所述步骤s2中，在向所述漏失通道的入口端注入堵漏剂时，所述漏失通道的轴线沿水平方向设置。7.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，所述步骤s2还包括：s21：向所述漏失通道内注入第一设定体积的堵漏剂之后，再向所述漏失通道的入口端注水，若在第一设定时长之内，各个所述压力值不变，则停止注水。8.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，对于不同浓度的堵漏剂，随着所述堵漏剂浓度的增加，与所述堵漏剂所匹配的封堵尺寸增大。9.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，所述步骤s1还包括：步骤s11：在模型基质上制作测量通道，所述测量通道沿所述漏失通道的径向延伸，沿所述漏失通道的轴向间隔设置有多个所述测量通道，所述测量通道的一端与所述漏失通道连通，所述测量通道的另一端设置有压力传感器，所述压力传感器用于获取所述压力值。10.根据权利要求1所述的钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其特征在于，在所述步骤s1之前，包括：步骤s0：制作模型基质，制作过程如下：将天然岩石的岩心打碎，研磨成岩石颗粒；将岩石颗粒、环氧树脂和添加剂混合，置入模具中制备得到截面是圆形或方形的模型基质。

技术总结
本发明公开了一种钻井用堵漏剂堵漏试验评价方法，其属于堵漏技术领域，包括：步骤S1：在模型基质上制作漏失通道，自所述漏失通道的入口端向所述漏失通道的出口端，所述漏失通道的直径逐渐减小；步骤S2：向所述漏失通道的入口端注入设定浓度的堵漏剂，同时测量所述漏失通道的轴向上多个位置处的压力值；步骤S3：根据各个所述压力值确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸。由于漏失通道为变直径通道，因此无需开设多个裂缝，在一次注液之后，即可确定所用的堵漏剂所匹配的封堵尺寸，试验过程快，节省时间和成本。省时间和成本。省时间和成本。


技术研发人员：贾旭 刘强 舒勇 江路明 索晓飞 赵桂香 刘卫东 孙继宣 冯明 杨龙 陈心进
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13