[发明专利]一种破碎性地层钻井液适用方法

说明书

本发明公开一种破碎性地层钻井液适用方法，从地层中钻取地层岩心，制作岩心模型；用钻井液对岩心模型进行加载试验；根据岩心模型的近井周围压力增量与初始井底压差的比值计算得到压力传递系数，用压力传递系数作为评价指标；每次试验可以确定一种钻井液的压力传递系数，更换钻井液的种类，重复上述步骤，得到多种不同类型钻井液的压力传递系数，在压力传递系数满足阈值范围之内的钻井液中选择合适的价格更低的种类；本发明综合考虑了压力传递系数，在压力传递系数满足要求的情况下选用经济效益更高的钻井液，在满足了地层钻井要求的情况下具有更高的经济效益，可以针对不同的地层条件选择更合适的钻井液。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井技术领域，更进一步涉及一种破碎性地层钻井液适用方法。

背景技术

随着油气堪探开发浓度不断增大，油气钻井经常会碰到破碎层，破碎层或是裂缝发育程度高的地层；钻井液在破碎层裂缝发育程度高的地层难以维持预定的井底压差。

破碎性地层或裂缝发育地层(如煤层)井壁失稳主要是由于钻井液压力传递导致的，由于破碎性地层离散块体间的不连续，钻井液容易进入地层造成压差下降；钻井液向四周扩散造成井壁周围孔隙压力增大，降低岩石间的挤压力同时降低摩擦系数，导致摩擦力大幅下降，造成地应力和井筒挤压力的合力超出岩块-岩块之间的最大静摩擦力，发生井壁失稳。

传统的评价钻井液封堵性能使用压差指标，压差指标是井筒钻井液压力与原始地层压力的压差，压差越大认为封堵性越好，井壁越稳定。这种评价方法在连续性地层能够得到有效的应用，但破碎性地层因钻井液扩散造成井周压力必然增大；按照压差指标，若压差值降低，需要采用增加钻井液密度的方式增大压差，但钻井液的密度过大易压垮地层，并且经济性较差。

对于本领域的技术人员来说，如何针对破碎性地层不同的地层条件选用合适的钻井液，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种破碎性地层钻井液适用方法，利用压力传递系数针对不同的地层条件选用合适的钻井液，具体方案如下：

一种破碎性地层钻井液适用方法，包括：

钻取地层岩心，制作岩心模型；

利用钻井液对所述岩心模型进行加载试验；

获取所述岩心模型的压力传递系数，所述压力传递系数由近井周围压力增量与初始井底压差之间的比值计算得到；

更换钻井液的种类，重复上述步骤，获取其他钻井液的压力传递系数；

判断各种钻井液的所述压力传递系数是否满足阈值范围；

在所述压力传递系数满足阈值范围之内的钻井液中选择合适的价格更低的种类。

可选地，利用以下公式计算压力传递系数：

k_p＝(p_p-p₀)/(p_w-p₀)

其中：k_p为压力传递系数，p_p为周围孔隙压力，p₀为初始孔隙压力，p_w为钻井液液柱压力。

可选地，所述加载试验包括：

敞开出口端，在入口端通入清水，使用清水进行前期驱替，排出岩心内的气体；

在入口端通入钻井液进行驱替，入口端压力保持稳定，入口端的压力为钻井液液柱压力p_w；钻井液将岩心与入口端之间的清水全部驱替至岩心及夹持器出口端；

出口端保持封闭，检测并记录出口端压力值，此过程中出口端压力最小值为初始孔隙压力p₀，出口端压力最大值为周围孔隙压力p_p。