[发明专利]固井隔离液的选择方法

摘要

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。

主权项

1.一种固井隔离液的选择方法，其特征在于：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，MPaL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；N_i为API标准粘度计的不同转速，r/min；τ_i＝0.51θ_i       (3)；其中，τ_i为该隔离液在不同读数下的剪切应力，Pa；θ_i为该隔离液在不同转速条件下粘度计读数，无量纲；e.将不同转速下对应的剪切速率γ_i和剪切应力τ_i列表，在线性坐标图或双对数坐标图上绘制数据曲线，通过数据曲线的形状趋势来判断该隔离液流变模式；其中，线性坐标图或双对数坐标图中，γ_i在纵坐标，τ_i在横坐标；f.根据该隔离液的流变模式确定范宁摩擦因子f，根据公式(4)(5)来计算该隔离液在不同的环空排量Q_i对应的环空压力P_i，并将环空排量Q_i和压力P_i列表；其中ν_i代表不同环空排量下流体在环空流动速度，m/s；Q_i为不同的环空排量，m³/min；D_H为裸眼平均井径，m；D_C为套管外径，m；P_i为不同的环空排量下相应的环空压力，MPa；ρ为隔离液密度,g/cm³；f为范宁摩擦因子，无量纲；L为裸眼封固段长度，m；g.将公式(1)计算得出P与公式(5)计算得出P_i匹配，选取两数值接近时该环空压力P_i对应环空排量Q_i；h.将选出的环空排量Q_i输入SWPI固井设计软件中获得固井过程中循环当量密度ECD，将循环当量密度ECD与裸眼破裂压力值或漏失压力值进行比较：若ECD值不超过裸眼破裂压力值或漏失压力值时，该隔离液满足现场安全作业；若ECD值超过裸眼破裂压力值或漏失压力值，选择另一种或多种隔离液再次从步骤c计算，直至选取得到满足ECD值不超过裸眼破裂压力值或漏失压力值的要求隔离液。