[发明专利]一种适用于水力压裂过程的粘土稳定剂防膨效果评价方法

说明书

本发明公开了一种适用于水力压裂过程的粘土稳定剂防膨效果评价方法包括：1)确定原始地层水矿化度；2)配置与地层水矿化度相同的盐溶液待用；3)干燥后的膨润土压饼制样开始膨胀测试；4)确定盐溶液与粘土稳定剂溶液的体积，两者混合的溶液矿化度达到同储层压裂返排液矿化度；5)盐溶液加入已放入钠膨润土的页岩膨胀仪测筒内并开始自动记录试样膨胀率，至膨润土膨胀达到稳定；6)配置需要测试的粘土稳定剂溶液，粘土稳定剂溶液加入页岩膨胀仪测筒内与盐溶液混合，至膨润土膨胀再次达到稳定；7)配置不同浓度的粘土稳定剂溶液，重复2)～6)；8)计算防膨率；本发明使防膨评价结果更接近真实情况。

技术领域

本发明涉及储层改造作业技术领域，具体是涉及一种适用于水力压裂过程的粘土稳定剂防膨效果评价方法。

背景技术

目前，粘土稳定剂实验评价方法主要是针对钻井过程中粘土吸水膨胀导致的井眼缩径及井壁坍塌问题，石油企业行业标准中已有许多标准实验方法评价粘土稳定剂的防膨效果，其中以膨润土离心法、页岩膨胀仪法应用最为广泛。水力压裂过程中所使用的压裂液也需添加粘土稳定剂以降低粘土矿物吸水膨胀造成的储层伤害，压裂行业所使用的粘土稳定剂防膨效果实验评价方法多延用了针对钻井过程的粘土稳定剂评价方法而忽略了压裂过程与钻井过程的区别，会导致无法真实反映粘土稳定剂在压裂过程中的效果从而错误选择粘土稳定剂种类以及浓度。

中国专利CN105334295A公开了一种粘土稳定剂耐水洗性能评价装置及方法。采用该装置评价粘土稳定剂耐水洗性能的方法为：将添加粘土稳定剂的待测样品倒入玻璃过滤柱中，记录待测样品由体积V1抽滤到体积V2的时间t0，再加入(V1-V2)的清水进行重复实验，记录重复次数n和对应的时间tn，分别计算待测样品及加入清水后的抽滤速率μ0、μn，以μ0为100％计，计算粘土稳定剂的水洗抽滤速率比值ωn，ωn越高，说明粘土稳定剂耐水洗性能越好。该发明通过新型实验装置评价粘土稳定剂耐水洗性能，未考虑粘土稳定剂防膨率评价。

文献《利用X-射线衍射仪评价防膨剂效果的实验方法》(《西南石油大学学报(自然科学版)》,2006,28(5):33-35)公开了利用X-射线衍射仪评价防膨剂效果的实验方法。以水化膨胀能力最强的钠蒙脱石为研究对象,利用X′PertPro粉晶X-射线衍射仪测试蒙脱石(001)晶面间距的原理,探索性地建立了使用X-射线衍射仪直接、快速评价防膨剂防膨效果的方法和实验流程。系统总结了钠蒙脱石在去离子水、有机防膨剂、无机防膨剂中的(001)晶面间距变化情况。研究表明,蒙脱石(001)晶面间距的变化能够直观的反应防膨剂的防膨效果。并且采取了先抑后膨、先膨后抑的方法对防膨剂的稳定性、持续性进行了评价,拓宽了评价防膨剂的性能参数。该论文主要研究了利用X-射线衍射仪评价防膨剂防膨效果的方法和实验流程，未考虑地层水矿化度及粘土矿物原始膨胀状态对粘土稳定剂效果的影响。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种适用于水力压裂过程的粘土稳定剂防膨效果评价方法。用以针对压裂过程中粘土矿物吸水过程特征进行粘土稳定剂防膨效果的评价。通过更真实的模拟压裂过程中粘土矿物吸水过程，使防膨评价结果更接近真实情况以得到更适合压裂过程的粘土稳定剂种类及浓度。

现有粘土稳定剂防膨率评价方法多是针对钻井过程中粘土吸水过程所设计的。在钻井过程中，泥浆在井内循环且压力一般高于地层流体压力，导致泥浆侵入地层并在近井壁附近形成一条可动流体完全被泥浆滤液驱替的一个绕井筒的环状冲洗带。所以针对钻井过程的粘土稳定剂防膨率评价方法主要是评价钻井液体系或单纯粘土稳定剂溶液的防膨效果，并未考虑地层水矿化度对其防膨效果的影响。但是对于压裂过程来说，压裂液没有类似于钻井液的井内循环过程，进入地层或裂缝后会与地层水互溶混合。由于地层水本身具有矿化度，其与压裂液混合后会使混合液的整体盐浓度上升从而影响粘土稳定剂的效果。

本发明的目的是提供一种适用于水力压裂过程的粘土稳定剂防膨效果评价方法。

包括：

步骤1)钠膨润土恒温干燥；根据地层水取样确定原始地层水矿化度；