[发明专利]固井隔离液的选择方法

说明书

本发明一种固井隔离液的选择方法，该方法先测定破坏和驱替钻井液及虚泥饼所需的剪切应力，计算得到破坏和驱替钻井液及虚泥饼所需的剪切应力在裸眼封固段长相应的压力，再计算剪切速率和对应的剪切应力绘制数据曲线来判断流变模式，之后计算隔离液在不同排量对应的压力，再通过固井设计软件计算该排量下作业过程中的ECD，若ECD值不超过破裂压力值或漏失压力值下可以使用该隔离液，否则若超过破裂压力值或漏失压力值，选择另一种隔离液再次从步骤c计算直至满足作业要求。本发明涵盖了井筒压力，考虑了施工作业安全，规避了目前固井隔离液设计仅从功能性开发入手，而与固井施工作业关联性不紧密的弊端。

技术领域

本发明涉及油气田勘探开发领域，具体地指一种固井隔离液的选择方法。

背景技术

油气井固井工程中，因为受到井壁及套管间残存的絮凝状钻井液及松散泥饼的影响，导致固井过程中会出现水泥浆流体的流变性变差、顶替效率降低以及两界面胶结质量变差等问题。在固井作业中，常于钻井液和水泥浆之间注入一段工作液以破坏钻井液的絮凝结构提高对钻井液的顶替效率并防止钻井液和水泥浆接触污染产生絮凝沉淀，改善两界面水泥石的胶结质量达到较好的固井效果，该工作液称为固井隔离液。固井隔离液两个核心：

(1)对井壁及套管上的松软泥饼进行冲刷。

(2)隔离钻井液和水泥浆，防止两者接触污染产生絮凝沉淀。

国外对于隔离液研究起步较早，大约在70年代初期开始并且发展迅速。我国80年代开始有隔离液体系陆续。隔离液的应用改变了以往用清水冲洗易引起地层伤害的境况，大幅度提高了固井的质量和油气井的寿命，同时实现了油气储层的保护和原油产能的稳步提升。但是目前国内报道的分散型、乳化型、抗高温型、抗盐型、无固相清洁型等各类隔离液开发及其制备方法均从相容性和流变性等方面开展研究，如公开号为CN106221683A的中国发明专利公开了一种水基钻井液用固井隔离液的制备方法、公开号为CN104962260A的中国发明专利公开了一种固井用高温隔离液悬浮稳定剂及其制备方法与应用，公开号为CN104962259A的中国发明专利公开了一种油基泥浆固井用双效隔离液及其制备方法、公开号为CN103756653A的中国发明专利公开了一种无固相抗盐清洁型固井隔离液及其制备方法，上述这些专利并没有从固井作业中破坏钻井液的絮凝结构和驱替钻井液虚泥饼角度来优选固井隔离液。

发明内容

本发明针对目前隔离液开发与实际应用未能有效结合的问题，提供了一种固井隔离液的选择方法。

为实现上述目的，本发明提供一种固井隔离液的选择方法，包括以下步骤：

a.测定破坏钻井液的絮凝结构后驱替钻井液虚泥饼需要的剪切应力τ值；

b.根据公式(1)计算得到驱替裸眼封固段虚泥饼所需压力P；

P＝4000×L×τ/D_e  (1)；

其中，P为代表驱替裸眼封固段虚泥饼所需压力，MPa

L为裸眼封固段长，m；

D_e为裸眼平均井径与封固套管外径之差，mm；

τ为破坏裸眼封固段虚泥饼所需剪切应力，Pa；

c.选取待分析的隔离液；并通过API标准粘度计仪器测定该隔离液在不同转速下对应读数θ_i；

d.根据公式(2)和(3)计算隔离液在不同转速条件下对应的剪切速率γ_i和剪切应力τ_i；

γ_i＝1.7023N_i  (2)；

其中，γ_i为该隔离液在不同转速下的剪切速率，S^-1；