[發明專利]一種頁巖井壁失穩研究中頁巖強度降低程度的評價方法

在審

• 申請號: 201711291189.4
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN109900568A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 高書陽;林永學;甄劍武;唐文泉;柴龍;陳曉飛;王顯光;韓子軒
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種頁巖井壁失穩研究中頁巖強度降低程度的評價方法。包括：(1)采用一面平整的頁巖巖心或露頭，將巖樣置于巖石強度連續刻劃測試系統進行刻劃，并獲取每一刻劃位置處的強度值；(2)將巖樣整體浸泡于工作流體中浸泡；(3)再次在相同的位置，以與第一次刻劃相同的方向對巖樣進行刻劃，并獲取浸泡后每一刻劃位置處的強度值；(4)同一位置處浸泡前后強度之差即為頁巖強度降低程度，降低程度除以浸泡前強度值即為強度降低率。本發明克服了傳統抗壓法中因取芯損傷帶來的誤差，具有準確便捷、對巖樣損壞程度小的特點，可有效反應頁巖非均質性特點，精細評價礦物組分、結構等對頁巖強度及強度降低程度的影響。

技術領域

本發明涉及頁巖技術領域，進一步地說，是涉及一種頁巖井壁失穩研究中頁巖強度降低程度的評價方法。

背景技術

與常規具有較強水敏性的膨脹性泥頁巖所帶來的井壁失穩形式不同，頁巖儲層通常水敏性黏土礦物含量較低，微裂縫和層理發育，易于坍塌掉塊，引起井壁失穩的發生。加之目前頁巖油氣井均采用長水平段水平井方式開發，致使井壁失穩問題更加突出，因此開展頁巖井壁穩定性能研究是非常有必要的。而準確全面地評價與鉆井液流體接觸前后的頁巖強度特性，是頁巖水平井井壁穩定研究的關鍵。

目前，國內外學者主要通過室內巖石抗壓實驗獲取，根據巖樣受壓過程中的應力-應變曲線確定巖石強度及彈性等參數。該方式所需巖心數量較大，一般的井下取心難以滿足。且抗壓試驗需要對巖樣進行取心、斷面磨平等深度加工，使之形成一定規格的標準巖心之后才能進行測試。而在巖樣加工過程中，會對巖石造成一定程度的損壞。特別是對于層理性強、微裂隙發育的頁巖來說，極易在加工過程中沿層理面發生斷裂，使抗壓實驗結果精度大大降低；且抗壓實驗只可獲取某一深度點處強度，無法反應整個地層的強度非均質性特征，因此也就難以全面有效地評價頁巖的井壁穩定性能。另外，在采用抗壓實驗確定巖石強度降低率時，一般需要重復多次以降低實驗誤差。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種頁巖井壁失穩研究中頁巖強度降低程度的評價方法。以用于與工作流體接觸后頁巖強度變化表征，為頁巖井壁穩定技術研究提供有效的研究手段。

本發明的目的是提供一種頁巖井壁失穩研究中頁巖強度降低程度的評價方法。

所述方法包括：

(1)采用一面平整的頁巖巖心或露頭，將巖樣置于巖石強度連續刻劃測試系統進行刻劃，并獲取每一刻劃位置處的強度值；

(2)將巖樣整體浸泡于工作流體中浸泡；

(3)再次在相同的位置，以與第一次刻劃相同的方向對巖樣進行刻劃，并獲取浸泡后每一刻劃位置處的強度值；

(4)同一位置處浸泡前后強度之差即為頁巖強度降低程度，降低程度除以浸泡前強度值即為強度降低率。

其中，優選：

步驟(1)中，對頁巖巖心進行觀察，選取具有明顯不同顏色或結構特征的位置進行刻畫；刻畫2～8條線.

步驟(2)中，浸泡時間1-30天；浸泡溫度為20～150℃；浸泡壓力為0～60MPa。

每個劃痕的深度為60～120微米；侵泡前后兩次劃痕的深度相同。

本發明具體可采用以下技術方案：

采用一面平整的頁巖巖心或露頭，將巖樣置于巖石強度連續刻劃測試系統進行刻劃，獲取原始巖石強度連續剖面，并獲取每一刻劃位置處的強度值；隨后將巖樣整體浸泡于工作流體中，浸泡壓力和溫度根據實際需要確定；浸泡一定時間后，再次以相同方向對巖樣進行刻劃，并獲取浸泡后巖石強度連續剖面。同一位置處浸泡前后強度之差即為頁巖強度降低程度，降低程度除以浸泡前強度值即為強度降低率。