一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法技术

本发明专利技术提供一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法。本发明专利技术通过确定柔性凝胶颗粒堵漏剂应用浓度、应用粒径分别与最大承压封堵能力的定量关系，能够准确的建立柔性凝胶颗粒堵漏剂应用浓度和应用粒径与裂缝漏失地层的关系，从而对柔性凝胶颗粒堵漏剂应用于裂缝堵漏的浓度和粒径进行优化量化评估，为堵漏剂的充分利用以及堵漏效果的提高给予技术支持，并为复杂裂缝漏失地层堵漏时柔性凝胶颗粒浓度及粒径的选择提供理论支持。

Application concentration and particle size optimization method of a flexible gel particle plugging agent

【技术实现步骤摘要】
一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法
本专利技术涉及一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，属于钻井液堵漏

技术介绍
井漏是油气勘探开发过程中的井下常见问题之一，不同类型的地层都可能发生钻井液漏失，影响钻进的速度，造成严重经济损失。井漏问题按照漏失通道分为渗透性漏失、裂缝性漏失、溶洞性漏失和破裂性漏失四类。随着堵漏技术不断提高，堵漏材料的范围也越来越广。但是传统的堵漏材料在处理漏失问题时有其自身的缺点，如与地层的流体混合、在漏失通道中易被稀释冲走或漏失通道封堵后缺乏足够的抗压能力等。在钻井液漏失过程中，柔性凝胶颗粒堵漏剂由于在压差下具有可变形性，可以进入比其粒径小的裂缝中，在裂缝中颗粒之间相互挤压形成的充填堆积层更加致密，不易被冲散，封堵后承压能力更高。因此柔性凝胶颗粒堵漏剂具有更广阔的应用前景。但目前在封堵裂缝性漏失时，柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度及应用粒径的选择存在盲目性，不能很好的与漏失通道匹配，不仅导致堵漏效果欠佳，还导致堵漏剂的大量浪费以及成本的大幅度提高。目前国内外针对堵漏剂的应用浓度、粒径优选评价研究较少，没有建立与裂缝漏失地层的关系，导致堵漏效果不佳以及堵漏剂的大量浪费。因此，对于裂缝性漏失，急需一种堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，为堵漏剂的充分利用以及堵漏效果的提高给予指导作用，并为复杂裂缝漏失地层堵漏时柔性凝胶颗粒浓度及粒径的选择提供理论支持。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法。本专利技术通过确定柔性凝胶颗粒堵漏剂应用浓度、应用粒径分别与最大承压封堵能力的定量关系，从而对柔性凝胶颗粒堵漏剂应用于裂缝堵漏的浓度和粒径进行优化量化评估，为堵漏剂的充分利用以及堵漏效果的提高给予技术支持，并为复杂裂缝漏失地层堵漏时柔性凝胶颗粒浓度及粒径的选择提供理论支持。本专利技术的技术方案如下：一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，包括步骤：(1)确定模拟裂缝岩心模型；(2)将相同粒径的柔性凝胶颗粒堵漏剂分散于水中分别配制不同浓度的柔性凝胶颗粒分散液；采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；然后绘制柔性凝胶颗粒分散液浓度与所对应的最大承压封堵压力之间的关系曲线，拟合得到柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式；(3)变化步骤(2)中柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径大小，重复步骤(2)，得到不同粒径下、柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式，最终确定柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的总关系式，从而进行柔性凝胶颗粒堵漏剂应用浓度的优选；(4)将不同粒径的柔性凝胶颗粒堵漏剂分别分散于水中配制相同浓度的柔性凝胶颗粒分散液；采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；然后绘制柔性凝胶颗粒粒径与所对应的最大承压封堵压力之间的关系曲线，拟合得到柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式；(5)变化步骤(4)中柔性凝胶颗粒分散液的浓度，重复步骤(4)，得到不同柔性凝胶颗粒分散液的浓度下、柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式，最终确定柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的总关系式，从而进行柔性凝胶颗粒堵漏剂应用粒径的优选。根据本专利技术，步骤(1)中所述模拟裂缝岩心模型可市购获得或者按现有技术制备得到；根据地层的实际岩心，按现有技术计算得到天然裂缝的宽度，从而确定模拟裂缝岩心模型。根据本专利技术，本专利技术所涉及的柔性凝胶颗粒堵漏剂是由聚合单体、交联剂、引发剂、增韧剂等为原料聚合形成的整体凝胶，然后经烘干、粉碎而成。柔性凝胶颗粒堵漏剂分散到水溶液中后可吸水，形成具有一定弹性和韧性的柔性颗粒，在压差作用下具有可变形性，可进入尺度较小的裂缝，在其中颗粒之间相互挤压堆积形成致密堆积层，从而有效封堵钻井液漏失通道。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径选择范围为1/3至1个岩心裂缝宽度。根据“1/3”架桥理论，使用的柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径应介于1/3至1个岩心裂缝宽度，柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径在1/3至1个岩心裂缝宽度范围内均匀取值。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，柔性凝胶颗粒分散液的质量浓度选择范围为5-25％。柔性凝胶颗粒分散液的质量浓度在上述范围内均匀取值。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力的测试方法按现有技术即可。优选的，柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力的测试方法包括步骤：利用高温高压动态堵漏评价装置，设置温度为70-90℃模拟地层温度，将柔性凝胶颗粒分散液注入模拟裂缝岩心模型中，注入完毕后，向模拟裂缝岩心模型中注入钻井液，测试钻井液漏失时所对应的最高压力即为柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；所述柔性凝胶颗粒分散液的注入体积采用以下公式i计算得到，以保证柔性凝胶颗粒完全充填满裂缝：公式中，V注为柔性凝胶颗粒分散液的注入体积；V标准为模拟裂缝岩心模型的裂缝体积；C注入为柔性凝胶颗粒分散液的质量浓度。根据本专利技术，步骤(2)中，所述拟合方法为最小二乘法。根据本专利技术，步骤(3)中，柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径选择范围以及柔性凝胶颗粒分散液的浓度选择范围与步骤(2)相同。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的总关系式的确定方法如下：不同粒径下、柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式中，系数取平均值，常数项取平均值，即得柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的总关系式。根据本专利技术，步骤(3)中，根据柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的总关系式，可以计算使用不同柔性凝胶颗粒分散液浓度时可以达到的最大封堵压力值，也可以计算达到不同承压能力值时所需要的柔性凝胶颗粒分散液浓度。在钻井液堵漏时，可以根据需要提高的漏层承压能力值优选柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度。根据本专利技术，步骤(4)中，柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径选择范围以及柔性凝胶颗粒分散液的浓度选择范围与步骤(2)相同。根据本专利技术，步骤(4)中，柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力的测试方法与步骤(2)相同。根据本专利技术，步骤(4)中，所述拟合方法为最小二乘法。根据本专利技术，步骤(5)中，柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径选择范围以及柔性凝胶颗粒分散液的浓度选择范围与步骤(2)相同。根据本专利技术优选的，步骤(5)中，柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的总关系式的确定方法如下：不同柔性凝胶颗粒分散液的浓度下、柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式中，系数取平均值，常数项取平均值，即得柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的总关系式。根据本专利技术，步骤(5)中，根据柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的总关系式，可以计算使用不同柔性凝胶颗粒粒径时可以达到的最大承压封堵压力值，也可以计算达到不同承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，包括步骤：/n(1)确定模拟裂缝岩心模型；/n(2)将相同粒径的柔性凝胶颗粒堵漏剂分散于水中分别配制不同浓度的柔性凝胶颗粒分散液；采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；然后绘制柔性凝胶颗粒分散液浓度与所对应的最大承压封堵压力之间的关系曲线，拟合得到柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式；/n(3)变化步骤(2)中柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径大小，重复步骤(2)，得到不同粒径下、柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式，最终确定柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的总关系式，从而进行柔性凝胶颗粒堵漏剂应用浓度的优选；/n(4)将不同粒径的柔性凝胶颗粒堵漏剂分别分散于水中配制相同浓度的柔性凝胶颗粒分散液；采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；然后绘制柔性凝胶颗粒粒径与所对应的最大承压封堵压力之间的关系曲线，拟合得到柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式；/n(5)变化步骤(4)中柔性凝胶颗粒分散液的浓度，重复步骤(4)，得到不同柔性凝胶颗粒分散液的浓度下、柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式，最终确定柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的总关系式，从而进行柔性凝胶颗粒堵漏剂应用粒径的优选。/n...

【技术特征摘要】
1.一种柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，包括步骤：
(1)确定模拟裂缝岩心模型；
(2)将相同粒径的柔性凝胶颗粒堵漏剂分散于水中分别配制不同浓度的柔性凝胶颗粒分散液；采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；然后绘制柔性凝胶颗粒分散液浓度与所对应的最大承压封堵压力之间的关系曲线，拟合得到柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式；
(3)变化步骤(2)中柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径大小，重复步骤(2)，得到不同粒径下、柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的关系式，最终确定柔性凝胶颗粒分散液浓度与最大承压封堵压力之间的总关系式，从而进行柔性凝胶颗粒堵漏剂应用浓度的优选；
(4)将不同粒径的柔性凝胶颗粒堵漏剂分别分散于水中配制相同浓度的柔性凝胶颗粒分散液；采用模拟裂缝堵漏试验分别测试所制备的柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力；然后绘制柔性凝胶颗粒粒径与所对应的最大承压封堵压力之间的关系曲线，拟合得到柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式；
(5)变化步骤(4)中柔性凝胶颗粒分散液的浓度，重复步骤(4)，得到不同柔性凝胶颗粒分散液的浓度下、柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的关系式，最终确定柔性凝胶颗粒粒径与最大承压封堵压力之间的总关系式，从而进行柔性凝胶颗粒堵漏剂应用粒径的优选。


2.根据权利要求1所述柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，其特征在于，步骤(2)中，柔性凝胶颗粒堵漏剂的粒径选择范围为1/3至1个岩心裂缝宽度。


3.根据权利要求1所述柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，其特征在于，步骤(2)中，柔性凝胶颗粒分散液的质量浓度选择范围为5-25％。


4.根据权利要求1所述柔性凝胶颗粒堵漏剂的应用浓度和应用粒径的优选方法，其特征在于，步骤(2)中，柔性凝胶颗粒分散液的最大承压封堵压力的测试方法包括步骤：利用高温高压动态堵漏评价装置，设置温度为70-90℃模拟地层温度，将柔性凝胶颗粒分散液注入模拟裂缝岩心模型中，注入完毕后，向...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩金良，辛江，陈刚，杨干，苗强，张治华，刘新伟，曹振义，史军，李天行，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11