[发明专利]钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法

权利要求书

1.一种钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取与破碎地层岩性相同且新鲜完整的井下钻井取心，并钻取圆柱试样，将圆柱试样沿中线均匀切分为两个圆盘试样；

S2、通过钻井取心钻取标准柱塞试样，采用岩石力学实验机对标准柱塞试样进行单轴压缩测试，并计算得到岩石的单轴抗压强度UCS；

S3、将两个圆盘试样沿切分面对接，并沿接触面进行法向载荷作用下剪切强度测试，并计算得到圆盘试样接触面的抗剪强度；

最大法向载荷不高于单轴抗压强度UCS的1/20；

所述步骤S3中圆盘试样接触面的抗剪强度的计算公式为：

上式中，τ_fs为圆盘试样接触面的抗剪强度，σ_n为施加的法向应力，为圆盘试样接触面的摩擦角；

S4、将两个圆盘试样沿切分面对接贴合固定，放置于充满钻井液的耐压密闭容器中，并向密闭容器内施加压力及温度作用一段时间；

S5、将两个圆盘试样从密闭容器中取出，并将其放置于直剪盒，沿接触面进行法向载荷作用下剪切强度测试，测得钻井液作用后圆盘试样接触面之间的抗剪切强度；

S6、通过钻井液作用后圆盘试样接触面之间的抗剪切强度计算钻井液作用后圆盘试样接触面之间的摩擦角和钻井液作用后圆盘试样接触面之间的内聚力增量；

S7、通过圆盘试样接触面的抗剪强度、钻井液作用后圆盘试样接触面之间的抗剪切强度和钻井液作用后圆盘试样接触面之间的摩擦角计算钻井液对剪切强度的增大幅度和钻井液对摩擦角的增大幅度，并根据钻井液作用后圆盘试样接触面之间的内聚力增量、钻井液对剪切强度的增大幅度和钻井液对摩擦角的增大幅度评价钻井液固结井壁破碎围岩能力。

2.根据权利 要求1所述的钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，所述步骤S1中圆柱试样的直径为50mm，长度为50mm。

3.根据权利 要求1所述的钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，所述步骤S2中标准柱塞试样的直径为25mm，长度为50mm。

4.根据权利 要求1所述的钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，所述步骤S3和S5中法向载荷均包括0MPa、和σ_nMax，其中σ_nMax为最大法向载荷。

5.根据权利 要求1所述的钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，所述步骤S4中施加压力的大小等于地层压力或钻井液压力，施加温度的大小为地层实际温度。

6.根据权利 要求1所述的钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，所述步骤S6中钻井液作用后圆盘试样接触面之间的摩擦角的计算公式为：

上式中，τ_df为钻井液作用后圆盘试样接触面之间的抗剪切强度，σ_n为施加的法向应力，为钻井液作用后圆盘试样接触面之间的摩擦角，C_df为钻井液作用后圆盘试样接触面之间的内聚力增量。

7.根据权利 要求1所述的钻井液固结井壁破碎围岩能力的评价方法，其特征在于，所述步骤S7中钻井液对剪切强度的增大幅度和钻井液对摩擦角的增大幅度的计算公式为：

上式中，C_τ为钻井液对剪切强度的增大幅度，τ_df为钻井液作用后圆盘试样接触面之间的抗剪切强度，τ_fs为圆盘试样接触面的抗剪强度，为钻井液对摩擦角的增大幅度，为钻井液作用后圆盘试样接触面之间的摩擦角，为圆盘试样接触面的摩擦角。