[发明专利]一种模拟页岩地层低渗透率的泥饼及其制备方法

权利要求书

1.一种模拟页岩地层低渗透率的泥饼，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：钙膨润土13-19份、重晶石120-170份、毫微重晶石90-115份、1250目碳酸钙30-50份、2200目碳酸钙5-15份、聚丙烯酰胺1-4份、聚丙烯酸钠5-15份和水180-220份。

2.根据权利要求1所述模拟页岩地层低渗透率的泥饼，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：钙膨润土16份、重晶石150份、毫微重晶石100份、1250目碳酸钙40份、2200目碳酸钙10份、聚丙烯酰胺2份、聚丙烯酸钠10份和水200份。

3.根据权利要求2所述模拟页岩地层低渗透率的泥饼，其特征在于，所述重晶石密度为4.15g/cm³，所述毫微重晶石为4.4g/cm³。

4.一种如权利要求1-3任一项所述模拟页岩地层低渗透率泥饼的制备方法，其特征在于，先量取200份自来水于容器内，在600r/min转速的电动低速搅拌器搅拌的条件下加入16份钙膨润土，搅拌2h，使钙膨润土在水中充分分散；随后按照顺序先加入150份重晶石，在8000r/min的高速搅拌器下搅拌30min，然后再加入100份毫微重晶石，转速不变搅拌30min；再加入40份的1250目碳酸钙和10份的2200目碳酸钙，在10000r/min转速条件下高速搅拌30min；最后再加入2份聚丙烯酰胺和10份聚丙烯酸钠，在12000r/min的转速条件下高速搅拌1h后，将制备的泥浆倒入高温高压滤失仪器中，在压力3.5Mpa、常温的条件下滤失30min即制得模拟页岩地层低渗透环境的泥饼。

5.一种如权利要求1-3任一项所述泥饼渗透率的评价方法，其特征在于，步骤包括：

(1)向以上泥饼成型但还未凝固的高温高压滤失仪中用玻璃棒引流加入蒸馏水至滤失仪上部刻度线，在室温下和压力3.5Mpa条件下，分别测定泥饼在仪器中注水条件下10min、20min、30min的滤失量，记为V₁，V₂，V₃；

(2)测30min后的泥饼厚度，记为h，然后根据公式计算泥饼渗透率K；

泥饼渗透率K计算公式：由达西渗滤公式(1)、钻井中固相和液相体积关系(2)(3)可得公式(4)，

V_m＝V_f+V_c＝V_f+Ah_mc (2)

由(4)可得：

式中：h_mc-泥饼厚度，cm； V_m-钻井液总体积，cm³；

V_f-滤液体积，cm³； V_c-泥饼体积，cm³；

R-比例常数； μ-滤液流体黏度，mPa.s；

t-渗滤时间，s； Δp-渗滤压力，Kg·cm^-2；

-每秒平均流量，cm³·s^-1 A-渗滤压力面积，cm²；

K-泥饼渗透率μm²；

将(5)式换为实验室常用单位代入：同时将K、单位为μm²换为10³K、单位为mD；h、单位为cm换为0.1h、单位为mm；

得到：

其中V_f，滤失量，cm³； K，泥饼渗透率，mD；

μ，滤液粘度，mPa·s； h，泥饼厚度，mm；

其中高温高压的失水条件为：A＝25.3cm²；Δp＝35Kg·cm^-2；t＝1800s；μ＝0.89mPa·s；

(3)通过计算泥饼的评价厚度、清水滤矢量、平均渗透率，对比页岩地层岩芯的真实渗透率评价泥饼的渗透率。