理想充填理論ppt課件.ppt

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1、保護(hù)油氣層暫堵技術(shù)新進(jìn)展石油大學(xué)（北京）鄢捷年2003年8月保護(hù)儲(chǔ)層鉆井液暫堵粒子的優(yōu)選（提出理想充填理論）SPE58793OptimizingtheSelectionofBridgingParticlesforReservoirDrillingFluidsM.A.Dick,T.J.HeinzandC.F.Svoboda,M-IL.L.C.,andM.Aston,BPAmocoThispaperwaspreparedforpresentationatthe2000SPEInternationalSymposiumonFormationDamageh

2、eldinLafayette,Louisiana,23–24February2000.理想充填理論(IdealPackingTheory)當(dāng)暫堵劑顆粒累計(jì)體積百分?jǐn)?shù)與d1/2成正比時(shí)，可實(shí)現(xiàn)顆粒的理想充填。（d1/2是顆粒粒徑的平方根）該理論依據(jù)涂料工業(yè)的前期研究成果。使用CaCO3作為暫堵劑的鉆井液的常規(guī)顆粒粒度分布曲線幾種CaCO3產(chǎn)品的顆粒粒度分布曲線能減輕損害、提高產(chǎn)能的鉆進(jìn)液（提出D90規(guī)則）Drilling-inFluidReducesFormationDamage,IncreaseproductionRatesN.Hands,eta

3、l.Oil&GasJournal,July13,1998.d90規(guī)則及目標(biāo)線的繪制d90規(guī)則：當(dāng)儲(chǔ)層最大孔喉尺寸與暫堵劑顆粒的D90相匹配時(shí)，可形成致密的泥餅。目標(biāo)線（targetline)：根據(jù)儲(chǔ)層最大孔喉尺寸確定d90，在暫堵劑粒徑分布曲線上，以(d90)1/2與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線作為目標(biāo)線。例：已知某砂巖儲(chǔ)層最大孔喉為133mm，則(d90)1/2=11.53mm，其目標(biāo)線如下圖所示。最大孔喉尺寸133mm儲(chǔ)層的理想暫堵劑粒徑分布（與幾種CaCO3暫堵劑產(chǎn)品粒度分布曲線的比較）d90(133)1/2=11.53mm目標(biāo)線的確定方法繪制“累計(jì)體積%

4、”~“d1/2”坐標(biāo)圖。選用具有代表性巖樣進(jìn)行鑄體薄片分析或壓汞實(shí)驗(yàn)，測(cè)出儲(chǔ)層最大孔喉直徑（即d90）。(d90)1/2與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線即為對(duì)該儲(chǔ)層實(shí)施暫堵的目標(biāo)線。若無法得到最大孔喉直徑，可用儲(chǔ)層滲透率上限值進(jìn)行估算，即(kmax)1/2?d90。若已知儲(chǔ)層平均滲透率，可先確定d50，即(k平均)1/2?d50。然后將(d50)1/2與坐標(biāo)原點(diǎn)的連線延長，可外推出d90。如何實(shí)施有效暫堵？具有某種粒度分布特征的單一暫堵劑很難與目標(biāo)線相匹配。將幾種不同粒徑的暫堵劑復(fù)配使用，比較容易得到給定儲(chǔ)層的理想暫堵方案。復(fù)配暫堵劑的顆粒粒度分布曲線應(yīng)與儲(chǔ)層目標(biāo)

5、線的斜率相接近?？紤]到暫堵劑在環(huán)空的剪切磨損，復(fù)配暫堵劑的最優(yōu)粒度分布曲線可略靠?jī)?chǔ)層目標(biāo)線的右側(cè)（寧右勿左）。在儲(chǔ)層鉆進(jìn)過程中，應(yīng)適量補(bǔ)充一些粗顆粒以保持粒度分布曲線的位置和斜率。參見下圖。對(duì)最大孔喉直徑＝133mm儲(chǔ)層實(shí)施封堵的CaCO3粒徑最佳組合d*<(1/7)d泥漿整體侵入d*>(1/3)d濾液侵入(1/7)d

6、nvasionControlShortcomingsofOlderTheory(“Abrams”):1.Implicit“distribution”assumedaroundmediansize2.Mayfailincriticalsituations3.DesignedtopreventmudlossesBetterMethod:MatchD90ofFluidPSDtolargestporesizeUseIdealPackingTheorytominimizefluidloss未加重鉆井液的顆粒粒度分布難以實(shí)現(xiàn)有效封堵在有大顆粒存在條件下，含重

7、晶石的加重鉆井液容易實(shí)現(xiàn)有效封堵通過計(jì)算優(yōu)選的粒徑分布用于封堵的CaCO3顆粒粒度分布對(duì)暫堵機(jī)理的研究鉆井液中的暫堵劑應(yīng)同時(shí)滿足以下兩條要求：（1）其顆粒必須足夠大，使其不能侵入儲(chǔ)層；（2）其顆粒又必須足夠小，使形成的泥餅?zāi)苡行У貙V液中的聚合物和鉆屑濾除，以防止它們侵入儲(chǔ)層。即暫堵劑顆粒尺寸必須在一個(gè)適合的范圍。對(duì)暫堵機(jī)理的研究自1977年Abrams[3]提出了“三分之一”架橋規(guī)則之后，近年來Hands等人[4]又提出一種新的規(guī)則，即暫堵劑顆粒的d90（90%的顆粒均小于該尺寸）約等于儲(chǔ)層最大孔徑時(shí)，可獲得較理想的暫堵效果。d90的值在測(cè)得的暫

8、堵劑累積粒度分布曲線上即可讀出。對(duì)于一般砂巖儲(chǔ)層，其孔隙尺寸常在泥質(zhì)范圍內(nèi)，即5～74mm。因此，暫堵劑的顆粒尺寸，也一般