深度解析(2026)《SYT 6335-1997鉆井液用頁(yè)巖抑制劑評(píng)價(jià)方法》_第1頁(yè)
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《SY/T6335-1997鉆井液用頁(yè)巖抑制劑評(píng)價(jià)方法》(2026年)深度解析目錄頁(yè)巖抑制劑“性能標(biāo)尺”如何建立?SY/T6335-1997的核心價(jià)值與時(shí)代意義評(píng)價(jià)指標(biāo)如何“精準(zhǔn)畫像”?專家視角解析頁(yè)巖抑制劑的關(guān)鍵性能參數(shù)體系膨脹性評(píng)價(jià)為何是“重中之重”?線性膨脹儀的操作精髓與結(jié)果判讀技巧滲透率恢復(fù)率藏“

密碼”?頁(yè)巖儲(chǔ)層保護(hù)與抑制劑性能的聯(lián)動(dòng)評(píng)價(jià)邏輯新舊標(biāo)準(zhǔn)如何“銜接過渡”?SY/T6335-1997與現(xiàn)代評(píng)價(jià)技術(shù)的融合路徑標(biāo)準(zhǔn)背后的“地質(zhì)邏輯”:為何頁(yè)巖穩(wěn)定評(píng)價(jià)必須錨定鉆井液核心需求?實(shí)驗(yàn)方法藏“玄機(jī)”?從樣品制備到數(shù)據(jù)處理的全流程規(guī)范深度剖析滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)如何“模擬現(xiàn)場(chǎng)”?巖樣狀態(tài)與回收效率的關(guān)聯(lián)性研究標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用有“邊界”

嗎?不同地質(zhì)條件下評(píng)價(jià)方法的調(diào)整策略與實(shí)操要點(diǎn)未來(lái)評(píng)價(jià)體系將向何處去?基于SY/T6335-1997的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與創(chuàng)新方巖抑制劑“性能標(biāo)尺”如何建立?SY/T6335-1997的核心價(jià)值與時(shí)代意義標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)的“行業(yè)背景”:解決頁(yè)巖鉆井的“卡脖子”難題世紀(jì)90年代,我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)起步階段,頁(yè)巖井壁失穩(wěn)問題頻發(fā),因鉆井液頁(yè)巖抑制性能不足導(dǎo)致的井塌卡鉆事故占比超30%。此前行業(yè)缺乏統(tǒng)一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),不同企業(yè)實(shí)驗(yàn)方法各異,抑制劑性能數(shù)據(jù)無(wú)法橫向?qū)Ρ?,?yán)重制約技術(shù)選型與應(yīng)用。SY/T6335-1997應(yīng)勢(shì)而生,首次建立全國(guó)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)體系,為頁(yè)巖抑制劑研發(fā)生產(chǎn)與應(yīng)用提供“通用語(yǔ)言”。(二)標(biāo)準(zhǔn)的“核心定位”:連接實(shí)驗(yàn)室與鉆井現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)橋梁01該標(biāo)準(zhǔn)并非單純的實(shí)驗(yàn)操作手冊(cè),而是以“現(xiàn)場(chǎng)適用性”為核心導(dǎo)向,通過規(guī)范實(shí)驗(yàn)條件指標(biāo)定義與評(píng)價(jià)流程,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)鉆井效果的精準(zhǔn)關(guān)聯(lián)。其定位是“性能驗(yàn)證的基準(zhǔn)技術(shù)選型的依據(jù)質(zhì)量管控的標(biāo)尺”,既為生產(chǎn)企業(yè)提供產(chǎn)品研發(fā)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),也為鉆井施工方提供抑制劑篩選的科學(xué)方法。02(三)跨越二十余年的“時(shí)代價(jià)值”:對(duì)現(xiàn)代頁(yè)巖氣開發(fā)的持續(xù)指導(dǎo)意義01盡管標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布已超二十年,但其中確立的“抑制性能核心評(píng)價(jià)維度”(膨脹回收滲透率)仍為行業(yè)主流。現(xiàn)代頁(yè)巖氣開發(fā)中,水平井大位移井比例提升,頁(yè)巖穩(wěn)定難度加大,標(biāo)準(zhǔn)中“模擬現(xiàn)場(chǎng)工況”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,為新型抑制劑評(píng)價(jià)提供了基礎(chǔ)框架,其核心邏輯在納米抑制劑生物抑制劑等新技術(shù)評(píng)價(jià)中仍被廣泛借鑒。02標(biāo)準(zhǔn)的“適用邊界”:明確評(píng)價(jià)對(duì)象與應(yīng)用場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)明確適用于鉆井液用頁(yè)巖抑制劑(包括無(wú)機(jī)有機(jī)及復(fù)合抑制劑)的性能評(píng)價(jià),涵蓋實(shí)驗(yàn)室篩選產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果反演等場(chǎng)景。需注意其不適用于特殊巖性(如鹽膏層火山巖)的抑制劑評(píng)價(jià),此類場(chǎng)景需結(jié)合專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充。標(biāo)準(zhǔn)背后的“地質(zhì)邏輯”:為何頁(yè)巖穩(wěn)定評(píng)價(jià)必須錨定鉆井液核心需求?頁(yè)巖的“特殊屬性”:井壁失穩(wěn)的內(nèi)在根源01頁(yè)巖以黏土礦物為主要成分(含量常超40%),具有孔隙度低比表面積大親水性強(qiáng)的特點(diǎn)。鉆井液侵入后,黏土礦物發(fā)生水化膨脹分散,導(dǎo)致頁(yè)巖強(qiáng)度降低井徑擴(kuò)大,引發(fā)井塌。標(biāo)準(zhǔn)正是針對(duì)這一核心問題,將“抑制黏土水化”作為評(píng)價(jià)核心,所有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)均圍繞頁(yè)巖水化失穩(wěn)機(jī)制展開。02(二)鉆井液的“抑制作用機(jī)制”:標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的理論支撐鉆井液對(duì)頁(yè)巖的抑制作用主要通過“物理封堵”“化學(xué)抑制”“力學(xué)穩(wěn)定”實(shí)現(xiàn):物理封堵填充頁(yè)巖孔隙,阻止濾液侵入;化學(xué)抑制通過離子交換或吸附降低黏土親水性;力學(xué)穩(wěn)定則通過提高鉆井液黏度切力控制濾液濾失。標(biāo)準(zhǔn)中膨脹率回收率等指標(biāo),分別對(duì)應(yīng)化學(xué)抑制與物理穩(wěn)定效果的量化評(píng)價(jià)。(三)“地質(zhì)-鉆井”聯(lián)動(dòng):標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)的場(chǎng)景化設(shè)計(jì)思路A標(biāo)準(zhǔn)并非脫離實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn),而是充分考慮不同地質(zhì)條件(如淡水頁(yè)巖鹽敏頁(yè)巖)對(duì)鉆井液的需求差異。例如,針對(duì)海相高鹽頁(yè)巖,標(biāo)準(zhǔn)中提及可調(diào)整實(shí)驗(yàn)用鹽水礦化度,模擬現(xiàn)場(chǎng)鉆井液環(huán)境,確保評(píng)價(jià)結(jié)果能直接指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)用藥,體現(xiàn)“地質(zhì)條件決定評(píng)價(jià)參數(shù)”的核心邏輯。B標(biāo)準(zhǔn)與“井壁穩(wěn)定工程”的銜接:從數(shù)據(jù)到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化路徑標(biāo)準(zhǔn)明確將評(píng)價(jià)結(jié)果與井壁穩(wěn)定工程指標(biāo)掛鉤,如規(guī)定“滾動(dòng)回收率先于90%”的抑制劑可用于易分散頁(yè)巖地層,“線性膨脹率低于10%”可用于強(qiáng)水化頁(yè)巖地層。這種量化對(duì)應(yīng)關(guān)系,使實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)能直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)場(chǎng)鉆井液配方調(diào)整依據(jù),解決了“數(shù)據(jù)好看但現(xiàn)場(chǎng)無(wú)用”的行業(yè)痛點(diǎn)。12評(píng)價(jià)指標(biāo)如何“精準(zhǔn)畫像”?專家視角解析頁(yè)巖抑制劑的關(guān)鍵性能參數(shù)體系核心指標(biāo)一:線性膨脹率——黏土水化膨脹的“直接標(biāo)尺”1線性膨脹率是評(píng)價(jià)抑制劑抑制黏土水化膨脹能力的核心指標(biāo),通過測(cè)量頁(yè)巖樣品在鉆井液濾液中一定時(shí)間內(nèi)的線性膨脹量計(jì)算得出。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定實(shí)驗(yàn)時(shí)間為24h,以膨脹率降低幅度衡量抑制效果。該指標(biāo)直接反映抑制劑對(duì)黏土晶層間水化的抑制能力,是易膨脹頁(yè)巖地層抑制劑篩選的首要依據(jù)。2(二)核心指標(biāo)二:滾動(dòng)回收率——頁(yè)巖分散穩(wěn)定性的“量化依據(jù)”滾動(dòng)回收率通過模擬鉆井過程中巖樣在鉆井液中的攪動(dòng)狀態(tài),測(cè)量一定時(shí)間(16h)溫度(60℃或現(xiàn)場(chǎng)地層溫度)下巖樣的回收質(zhì)量占比。標(biāo)準(zhǔn)將其分為“干回收率”和“濕回收率”,前者反映機(jī)械穩(wěn)定性,后者反映水化分散抑制效果?;厥章试礁撸f明抑制劑阻止頁(yè)巖分散的能力越強(qiáng),適用于易坍塌頁(yè)巖地層。12(三)核心指標(biāo)三:滲透率恢復(fù)率——儲(chǔ)層保護(hù)效果的“關(guān)鍵佐證”1對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層,鉆井液濾液侵入會(huì)損害儲(chǔ)層滲透率,因此標(biāo)準(zhǔn)將滲透率恢復(fù)率納入評(píng)價(jià)體系。通過測(cè)量巖心在鉆井液污染前后的滲透率,計(jì)算恢復(fù)率(一般要求≥80%),該指標(biāo)直接關(guān)聯(lián)頁(yè)巖氣產(chǎn)能,是非常規(guī)頁(yè)巖氣開發(fā)中抑制劑評(píng)價(jià)的重要補(bǔ)充,體現(xiàn)“鉆井與儲(chǔ)層保護(hù)并重”的理念。2輔助指標(biāo):黏度濾失量等——鉆井液綜合性能的配套評(píng)價(jià)1標(biāo)準(zhǔn)并未孤立評(píng)價(jià)抑制劑性能,而是將其與鉆井液綜合性能結(jié)合,規(guī)定需同步測(cè)定加入抑制劑后鉆井液的表觀黏度塑性黏度動(dòng)切力及濾失量等指標(biāo)。這是因?yàn)橐种苿┑募尤肟赡芨淖冦@井液流變性,若黏度異常升高會(huì)影響攜巖效果,濾失量過大則加劇頁(yè)巖水化,需通過輔助指標(biāo)實(shí)現(xiàn)“抑制性能與鉆井液適配性”的綜合評(píng)價(jià)。2指標(biāo)的“權(quán)重分配”:專家視角下的評(píng)價(jià)優(yōu)先級(jí)01從工程實(shí)踐看,指標(biāo)優(yōu)先級(jí)需結(jié)合地質(zhì)條件調(diào)整:對(duì)于淺層淡水頁(yè)巖,膨脹率(權(quán)重40%)和回收率(權(quán)重35%)為核心;對(duì)于深層頁(yè)巖氣儲(chǔ)層,滲透率恢復(fù)率(權(quán)重提升至30%)與濾失量(權(quán)重25%)更為關(guān)鍵。標(biāo)準(zhǔn)雖未明確權(quán)重,但通過實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)隱含了“按需評(píng)價(jià)”的靈活思路,為專家選型提供空間。02實(shí)驗(yàn)方法藏“玄機(jī)”?從樣品制備到數(shù)據(jù)處理的全流程規(guī)范深度剖析實(shí)驗(yàn)樣品制備:“標(biāo)準(zhǔn)化”是數(shù)據(jù)可靠的前提標(biāo)準(zhǔn)對(duì)頁(yè)巖樣品制備有嚴(yán)苛要求:巖樣需取自目標(biāo)地層,破碎后篩選2-5mm顆粒(確保顆粒級(jí)配均勻),105℃烘干4h至恒重,冷卻后備用。鉆井液樣品需按配方攪拌均勻,靜置24h老化,模擬現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)狀態(tài)。樣品制備的標(biāo)準(zhǔn)化可消除“樣品差異”對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,這是不同實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)可比的核心保障。(二)線性膨脹實(shí)驗(yàn):儀器操作與數(shù)據(jù)讀取的“細(xì)節(jié)把控”1實(shí)驗(yàn)采用線性膨脹儀,將20g頁(yè)巖樣品壓制成Φ25mm×20mm的巖樣柱,置于盛有鉆井液濾液的杯中,設(shè)定溫度(室溫或地層溫度),記錄012481224h的膨脹量。關(guān)鍵細(xì)節(jié)在于巖樣柱壓制壓力(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定10MPa)需恒定,避免孔隙度差異影響濾液侵入速度,數(shù)據(jù)讀取需精確至0.01mm,減少人為誤差。2(三)滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn):模擬現(xiàn)場(chǎng)工況的“參數(shù)設(shè)置技巧”1實(shí)驗(yàn)使用滾子加熱爐,將50g頁(yè)巖樣品與300mL鉆井液混合,設(shè)定溫度(根據(jù)地層溫度調(diào)整,常規(guī)60℃)和轉(zhuǎn)速(160r/min,模擬鉆井液循環(huán)速度),滾動(dòng)16h后取出,過20目篩,收集篩上巖樣烘干稱重。核心技巧是確保滾子加熱爐溫度均勻,避免局部過熱導(dǎo)致鉆井液性能變化,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2滲透率恢復(fù)實(shí)驗(yàn):巖心處理與滲透率測(cè)定的“精準(zhǔn)操作”選取Φ25mm×50mm的頁(yè)巖巖心,先測(cè)定基礎(chǔ)滲透率(用氮?dú)饣虻貙铀?,再將巖心置于鉆井液中浸泡24h,隨后測(cè)定污染后滲透率,計(jì)算恢復(fù)率。標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)巖心需進(jìn)行真空飽和處理,確??紫锻耆錆M流體,滲透率測(cè)定時(shí)壓力梯度需恒定(一般0.5MPa),避免流速變化影響測(cè)量精度。12數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定:“科學(xué)量化”的規(guī)范流程1標(biāo)準(zhǔn)明確了各指標(biāo)計(jì)算公式:線性膨脹率=(膨脹量/巖樣初始高度)×100%;滾動(dòng)回收率=(回收巖樣質(zhì)量/初始巖樣質(zhì)量)×100%;滲透率恢復(fù)率=(污染后滲透率/基礎(chǔ)滲透率)×100%。結(jié)果判定需結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如SY/T5971規(guī)定,優(yōu)質(zhì)抑制劑膨脹率≤15%回收率≥90%滲透率恢復(fù)率≥85%。2膨脹性評(píng)價(jià)為何是“重中之重”?線性膨脹儀的操作精髓與結(jié)果判讀技巧(一)

膨脹性是“頁(yè)巖失穩(wěn)的始作俑者”

:從微觀機(jī)制到宏觀危害頁(yè)巖水化膨脹分為“表面水化”和“滲透水化”:

表面水化是水分子吸附在黏土顆粒表面,

使顆粒間距增大;

滲透水化是濾液向頁(yè)巖孔隙滲透,

產(chǎn)生滲透壓導(dǎo)致體積膨脹

。

兩種膨脹均會(huì)使頁(yè)巖力學(xué)強(qiáng)度下降,

初期表現(xiàn)為井徑擴(kuò)大,

后期引發(fā)井塌

。

因此,

抑制膨脹是控制頁(yè)巖穩(wěn)定的第一道防線。線性膨脹儀的“結(jié)構(gòu)原理”

:精準(zhǔn)測(cè)量的技術(shù)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)推薦使用YL-Ⅱ型線性膨脹儀,由加載系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)

位移測(cè)量系統(tǒng)組成

加載系統(tǒng)提供恒定壓力(模擬上覆巖層壓力)

,

加熱系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)溫度,

位移傳感器(精度0.001mm)

實(shí)時(shí)記錄巖樣膨脹量并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

。儀器需定期校準(zhǔn)(每季度一次)

,

確保位移測(cè)量誤差≤0.01mm。實(shí)驗(yàn)操作的“核心步驟”

:從樣品安裝到儀器啟動(dòng)的全流程步驟一:

將壓制好的巖樣柱放入樣品杯,

涂抹凡士林密封(防止濾液從側(cè)面侵入)

;

步驟二:

將樣品杯放入儀器,

調(diào)整加載桿接觸巖樣,

施加1MPa

壓力;

步驟三:

注入鉆井液濾液至沒過巖樣,

設(shè)定溫度和實(shí)驗(yàn)時(shí)間;

步驟四:

啟動(dòng)儀器,

記錄初始位移值,

后續(xù)按時(shí)間節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)。操作中的“

常見誤區(qū)”:

這些錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真誤區(qū)一:

巖樣柱壓制不密實(shí),

孔隙度不均,

導(dǎo)致膨脹量測(cè)量波動(dòng);

誤區(qū)二:

密封不嚴(yán),

濾液從巖樣側(cè)面滲入,

使測(cè)量值偏?。?/p>

誤區(qū)三:

儀器未預(yù)熱,

溫度波動(dòng)影響濾液黏度,

進(jìn)而改變滲透速度;

誤區(qū)四:

數(shù)據(jù)讀取延遲,

錯(cuò)過膨脹速率峰值,

無(wú)法反映早期膨脹特性。膨脹曲線的“形態(tài)分析”

:從曲線特征判斷抑制效果膨脹曲線以時(shí)間為橫軸

膨脹量為縱軸,

分為“快速膨脹期”(0-4h,

膨脹速率快,

主要為表面水化)“緩慢膨脹期”(

4-12h,

速率減緩,

滲透水化為主)

“穩(wěn)定期”(

12-24h,

膨脹量基本不變)。優(yōu)質(zhì)抑制劑會(huì)使快速膨脹期斜率降低,

穩(wěn)定期膨脹量小;

若曲線持續(xù)上升無(wú)穩(wěn)定趨勢(shì),

說明抑制劑長(zhǎng)效性差。結(jié)果判讀的“分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”:

結(jié)合地質(zhì)條件的靈活應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)未明確統(tǒng)一閾值,

但行業(yè)通常按膨脹率分級(jí):

≤5%為優(yōu)秀,

適用于強(qiáng)膨脹頁(yè)巖;

5%-10%為良好,

適用于中等膨脹頁(yè)巖;

10%-15%為合格,

適用于弱膨脹

頁(yè)巖;

15%為不合格

需注意,

海相頁(yè)巖因含鹽水層,

實(shí)驗(yàn)需用模擬鹽水濾液,

判讀閾值可適當(dāng)放寬至≤20%。滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)如何“模擬現(xiàn)場(chǎng)”?巖樣狀態(tài)與回收效率的關(guān)聯(lián)性研究(一)

滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)的“現(xiàn)場(chǎng)模擬邏輯”

:還原鉆井液與頁(yè)巖的動(dòng)態(tài)作用鉆井過程中,

頁(yè)巖巖屑在鉆井液中隨循環(huán)流動(dòng)被攪動(dòng)

碰撞,同時(shí)與鉆井液發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間接觸,

易發(fā)生分散

。

滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)通過滾子加熱爐的轉(zhuǎn)動(dòng),

模擬巖屑在鉆

井液中的動(dòng)態(tài)環(huán)境,

其160r/min

的轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)鉆井液在環(huán)空中的流動(dòng)速度,

16h實(shí)驗(yàn)時(shí)間覆蓋常規(guī)頁(yè)巖井的單趟鉆時(shí)間。巖樣狀態(tài)的“關(guān)鍵影響因素”

:顆粒級(jí)配與初始含水率的控制巖樣顆粒級(jí)配需嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)篩選2-5mm,

若顆粒過細(xì)(

<2mm)

,

易被鉆井液包裹,

回收率偏高;

顆粒過粗(

>5mm)

則分散不充分,回收率偏低

。

初始含

水率需≤1%

,

若含水率過高,

巖樣已部分水化,

會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)法真實(shí)反映抑制劑效果,

需通過烘干確保含水率達(dá)標(biāo)。鉆井液“老化處理”

的必要性

:模擬現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)中的性能變化現(xiàn)場(chǎng)鉆井液在循環(huán)過程中會(huì)因溫度

剪切作用發(fā)生性能變化(如黏度降低

抑制劑濃度衰減)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鉆井液需先在120℃下老化16h,

模擬現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)狀態(tài),

再用于實(shí)驗(yàn)

若使用新鮮配制的鉆井液,

其抑制劑濃度和黏度較高,

會(huì)使回收率偏高,

無(wú)法反映實(shí)際應(yīng)用效果。實(shí)驗(yàn)參數(shù)的“場(chǎng)景化調(diào)整”

:溫度與時(shí)間如何匹配地層條件實(shí)驗(yàn)溫度需按目標(biāo)地層溫度設(shè)定:

淺層頁(yè)巖(

<2000m)

采用60℃,中深層頁(yè)巖(

2000-4000m)

采用90-120℃,深層頁(yè)巖(

>4000m)

采用150-180℃

。

實(shí)

驗(yàn)時(shí)間可根據(jù)鉆井周期調(diào)整,

若單趟鉆時(shí)間為24h,

實(shí)驗(yàn)時(shí)間可延長(zhǎng)至24h,

確保評(píng)價(jià)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)工況精準(zhǔn)匹配。干

濕回收率的“差異解讀”:

區(qū)分機(jī)械穩(wěn)定與化學(xué)抑制效果干回收率是巖樣烘干后的回收質(zhì)量占比,

反映抑制劑阻止頁(yè)巖機(jī)械分散的能力;

濕回收率是巖樣未烘干(含水分)

的回收質(zhì)量占比,

反映抑制水化分散的效果

。

若干回收率高但濕回收率低,

說明抑制劑僅能阻止機(jī)械破碎,

無(wú)法抑制水化,

適用于干性頁(yè)巖;

兩者均高則為優(yōu)質(zhì)抑制劑。實(shí)驗(yàn)后的“巖樣觀察”

:從外觀特征輔助判斷抑制性能除量化數(shù)據(jù)外,

還需觀察回收巖樣的外觀:

優(yōu)質(zhì)抑制劑處理后的巖樣顆粒完整

棱角清晰,

無(wú)明顯泥質(zhì)化;

若巖樣呈絮狀

泥糊狀,

說明分散嚴(yán)重,

抑制效果差

。同時(shí),

可通過顯微鏡觀察巖樣表面,

若表面光滑(抑制劑吸附形成保護(hù)膜)

則抑制效果好。滲透率恢復(fù)率藏“密碼”?頁(yè)巖儲(chǔ)層保護(hù)與抑制劑性能的聯(lián)動(dòng)評(píng)價(jià)邏輯(一)

頁(yè)巖氣開發(fā)的“核心訴求”

:儲(chǔ)層保護(hù)決定產(chǎn)能上限頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙度低(通常<

10%)

滲透率極低(

<0.001mD)

,

主要依賴天然裂縫和人工壓裂形成的裂縫網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)氣

。

鉆井液濾液侵入會(huì)堵塞孔隙和裂縫,

降低儲(chǔ)層滲透率,

導(dǎo)致氣井產(chǎn)能下降

。

因此,

滲透率恢復(fù)率成為頁(yè)巖氣開發(fā)中抑制劑評(píng)價(jià)的“核心指標(biāo)”

,

直接關(guān)聯(lián)經(jīng)濟(jì)收益。滲透率測(cè)定的“方法選擇”

:氮?dú)夥ㄅc地層水法的適用場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)推薦兩種測(cè)定方法:

氮?dú)夥ㄟm用于干燥巖心,

操作簡(jiǎn)便

速度快,

適合初步篩選;

地層水法(模擬地層水為流體)

更貼近實(shí)際儲(chǔ)層條件,

數(shù)據(jù)更精準(zhǔn),

用于最終性能驗(yàn)證

對(duì)于水敏性強(qiáng)的頁(yè)巖,

需采用地層水法,

避免氮?dú)飧稍飳?dǎo)致黏土礦物脫水收縮,

影響滲透率測(cè)量結(jié)果。巖心“預(yù)處理技巧”

:確保實(shí)驗(yàn)前巖心狀態(tài)與儲(chǔ)層一致預(yù)處理步驟:

1.巖心清洗,

去除表面雜質(zhì);

2.真空飽和,

將巖心放入真空罐,

注入地層水,

抽真空2h后靜置12h,

確保孔隙完全飽和;

3.驅(qū)替穩(wěn)定,

用地層水驅(qū)替巖心至滲透率穩(wěn)定(連續(xù)3次測(cè)量值差異<5%)

,

記錄基礎(chǔ)滲透率

預(yù)處理不徹底會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)滲透率數(shù)據(jù)失真,

影響恢復(fù)率計(jì)算。鉆井液“污染實(shí)驗(yàn)”

的“關(guān)鍵參數(shù)”

:浸泡時(shí)間與壓力的控制污染實(shí)驗(yàn)需模擬現(xiàn)場(chǎng)鉆井液與儲(chǔ)層的接觸條件:

浸泡時(shí)間設(shè)定為24h(對(duì)應(yīng)單趟鉆時(shí)間)

,

浸泡壓力為地層孔隙壓力(淺層2-5MPa,

深層10-15MPa)。

壓力過低,

濾液侵入量不足,

無(wú)法真實(shí)反映污染程度;

壓力過高,

可能破壞巖心結(jié)構(gòu),

導(dǎo)致滲透率異常降低,

需通過地層壓力測(cè)試確定精準(zhǔn)參數(shù)。滲透率恢復(fù)率的“計(jì)算與修正”:

消除實(shí)驗(yàn)誤差的科學(xué)方法基礎(chǔ)計(jì)算公式為:

恢復(fù)率=(污染后穩(wěn)定滲透率/基礎(chǔ)滲透率)

×

100%

。

若巖心在污染過程中發(fā)生體積變化,

需進(jìn)行修正:

修正后滲透率=實(shí)測(cè)滲透率×(初始巖

心體積/污染后巖心體積)。

對(duì)于裂縫發(fā)育巖心,

需分別測(cè)定基質(zhì)滲透率和裂縫滲透率,

計(jì)算綜合恢復(fù)率,

避免單一指標(biāo)誤導(dǎo)評(píng)價(jià)。結(jié)果應(yīng)用的“

工程價(jià)值”

:從恢復(fù)率到鉆井液配方的調(diào)整策略若恢復(fù)率≥85%,

抑制劑與鉆井液適配性良好,

可直接應(yīng)用;

70%-85%需優(yōu)化鉆井液配方,

如增加封堵劑含量;<70%則需更換抑制劑類型,

優(yōu)先選擇低傷害的生物抑制劑或納米抑制劑

同時(shí),

恢復(fù)率需與濾失量指標(biāo)結(jié)合,

若濾失量過大導(dǎo)致恢復(fù)率低,

需同步調(diào)整鉆井液降濾失劑用量。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用有“邊界”嗎?不同地質(zhì)條件下評(píng)價(jià)方法的調(diào)整策略與實(shí)操要點(diǎn)(一)

標(biāo)準(zhǔn)的“通用性與局限性”:

明確適用范圍是精準(zhǔn)應(yīng)用的前提標(biāo)準(zhǔn)的通用性體現(xiàn)在建立了頁(yè)巖抑制劑評(píng)價(jià)的核心框架,

適用于多數(shù)陸相

海相頁(yè)巖;

局限性在于未覆蓋特殊地質(zhì)條件(如鹽膏層

含煤頁(yè)巖

高壓頁(yè)巖)。

因此

,

應(yīng)用時(shí)需先判斷目標(biāo)地層是否為標(biāo)準(zhǔn)適用的常規(guī)頁(yè)巖,

若為特殊地層,

需在標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上補(bǔ)充專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。陸相淡水頁(yè)巖:

“高黏土含量”

下的評(píng)價(jià)重點(diǎn)調(diào)整陸相淡水頁(yè)巖黏土礦物含量高(常超

50%)

以蒙脫石為主,

水化膨脹強(qiáng)烈

。評(píng)價(jià)時(shí)需強(qiáng)化線性膨脹實(shí)驗(yàn)(將實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)至48h,

觀察長(zhǎng)效抑制效果)

,

動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)定為60-80℃(對(duì)應(yīng)淺層溫度)

,

滲透率恢復(fù)率重點(diǎn)關(guān)注基質(zhì)滲透率(因裂縫發(fā)育較少)

推薦使用鉀鹽

聚胺類抑制劑。海相高鹽頁(yè)巖:

“鹽敏性”帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)整海相頁(yè)巖含鹽水層,

頁(yè)巖孔隙水礦化度高(30000-100000mg/L)

,

存在鹽敏效應(yīng)(淡水侵入會(huì)導(dǎo)致黏土膨脹)。評(píng)價(jià)時(shí)需用模擬海水配制鉆井液濾液(鹽度匹配地層水)

線性膨脹實(shí)驗(yàn)壓力提高至2-3MPa(模擬海相地層壓力)

,

滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)可適當(dāng)縮短時(shí)間至12h(高鹽環(huán)境頁(yè)巖分散性相對(duì)較低)

。深層高壓頁(yè)巖:

“高溫高壓”下的儀器與方法升級(jí)深層頁(yè)巖(

>4000m)

溫度高(

150-200℃)

壓力大(

20-30MPa)

,

常規(guī)儀器無(wú)法滿足實(shí)驗(yàn)需求

。

需使用高溫高壓線性膨脹儀(溫度上限250℃,

壓力上限

50MPa)

和高溫高壓滾子爐,

實(shí)驗(yàn)時(shí)鉆井液需先在高溫高壓下老化,

模擬現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)后的性能,

滲透率恢復(fù)實(shí)驗(yàn)需采用惰性氣體(如氦氣)

避免高溫下流體變質(zhì)。含煤頁(yè)巖:

“有機(jī)質(zhì)富集”

的特殊評(píng)價(jià)需求含煤頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)含量高(

10%-30%)

易吸附鉆井液中的有機(jī)抑制劑,

導(dǎo)致抑制效果衰減

。評(píng)價(jià)時(shí)需增加“

吸附實(shí)驗(yàn)”

,

測(cè)定抑制劑在頁(yè)巖上的吸附量,

調(diào)整鉆井液中抑制劑濃度;

滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)需降低轉(zhuǎn)速至120r/min(避免煤巖顆粒破碎影響回收率)

滲透率恢復(fù)率需考慮有機(jī)質(zhì)熱解對(duì)孔隙的影響。標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的“跨行業(yè)延伸”

:在頁(yè)巖油開發(fā)中的適配調(diào)整頁(yè)巖油儲(chǔ)層與頁(yè)巖氣儲(chǔ)層相比,

孔隙度略高(

10%-15%)

含油飽和度高

。評(píng)價(jià)時(shí)需將鉆井液濾液替換為模擬地層油與水的混合液,

滲透率恢復(fù)率需分別測(cè)定油相和水相滲透率,

抑制劑選擇需兼顧抑制水化與不傷害油相流動(dòng)性,

避免使用親油型抑制劑導(dǎo)致油相滲透率下降。新舊標(biāo)準(zhǔn)如何“銜接過渡”?SY/T6335-1997與現(xiàn)代評(píng)價(jià)技術(shù)的融合路徑(一)

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的“更新迭代”:

SY/T6335-1997

的定位與補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)隨著頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)發(fā)展,

行業(yè)出臺(tái)多項(xiàng)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn),

如SY/T7345-2016《頁(yè)巖氣鉆井液技術(shù)規(guī)范》

SY/T6940-2013《鉆井液用納米抑制劑評(píng)價(jià)方法》。

這些

標(biāo)準(zhǔn)并非替代SY/T6335-1997

,

而是在其核心框架基礎(chǔ)上,

針對(duì)新技術(shù)

新場(chǎng)景進(jìn)行細(xì)化,

形成“基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)+專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)”

的評(píng)價(jià)體系。與現(xiàn)代評(píng)價(jià)技術(shù)的“差異點(diǎn)分析”

:從單一指標(biāo)到多維度評(píng)價(jià)SY/T6335-1997

以宏觀性能指標(biāo)(膨脹率

回收率)

為主,

現(xiàn)代評(píng)價(jià)技術(shù)增加微觀指標(biāo),

如通過X射線衍射(XRD)

分析黏土礦物含量變化,

掃描電鏡(

SEM)觀察頁(yè)巖孔隙結(jié)構(gòu)變化,

zeta

電位測(cè)定評(píng)價(jià)抑制劑吸附效果

。微觀指標(biāo)與宏觀指標(biāo)結(jié)合,

實(shí)現(xiàn)“從機(jī)制到效果”

的全鏈條評(píng)價(jià)。“新舊融合”

的核心路徑:

以經(jīng)典方法為基礎(chǔ)

,補(bǔ)充現(xiàn)代技術(shù)融合路徑一:

將SY/T6335-1997的宏觀實(shí)驗(yàn)作為初步篩選,

再用現(xiàn)代微觀技術(shù)分析抑制機(jī)制;

路徑二:

在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)中增加微觀樣品采集,

如線性膨脹實(shí)驗(yàn)后取

巖樣進(jìn)行XRD

分析,

確定黏土礦物層間距變化;

路徑三:

利用現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù),

將標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)鉆井參數(shù)建立關(guān)聯(lián)模型,

提高評(píng)價(jià)的精準(zhǔn)性。新型抑制劑評(píng)價(jià)的“適配調(diào)整”

:標(biāo)準(zhǔn)在納米

生物抑制劑中的應(yīng)用對(duì)于納米抑制劑,

標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)需增加“納米顆粒分散性評(píng)價(jià)”

,

確保納米顆粒在鉆井液中均勻分散,

避免團(tuán)聚影響抑制效果;

對(duì)于生物抑制劑,

需延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間至

72h,

評(píng)價(jià)其生物穩(wěn)定性(避免微生物降解導(dǎo)致抑制效果下降)

,

同時(shí)補(bǔ)充生態(tài)毒性測(cè)試,

符合環(huán)保要求,

這些均為標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的必要延伸。實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)與“數(shù)值模擬”

的結(jié)合

:拓展標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用邊界現(xiàn)代技術(shù)可將SY/T6335-1997的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入數(shù)值模擬軟件(如FLAC3D)

,

建立頁(yè)巖水化膨脹的力學(xué)模型,

預(yù)測(cè)不同抑制劑作用下的井壁穩(wěn)定周期,

實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)→數(shù)值預(yù)測(cè)→現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用”

的閉環(huán)

。

這種結(jié)合使標(biāo)準(zhǔn)從單純的性能評(píng)價(jià)工具,

升級(jí)為井壁穩(wěn)定工程的設(shè)計(jì)依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)的“

國(guó)際化銜接”:

與API

標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比與融合美國(guó)API

標(biāo)準(zhǔn)(如API

RP

13M)

中頁(yè)巖抑制劑評(píng)價(jià)方法與SY/T6335-1997核心指標(biāo)一致,

但實(shí)驗(yàn)參數(shù)略有差異(如API

標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)回收實(shí)驗(yàn)溫度為77℃)

。

在國(guó)際合作項(xiàng)目中,

可采用“雙標(biāo)準(zhǔn)”評(píng)價(jià),以SY/T6335-1997為基礎(chǔ),

調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)匹配

API

標(biāo)準(zhǔn),

確保評(píng)價(jià)結(jié)果被國(guó)際認(rèn)可,

促進(jìn)技術(shù)交流。未來(lái)評(píng)價(jià)體系將向何處去?基于SY/T6335-1997的行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)與創(chuàng)新方向(一)

行業(yè)發(fā)展“新需求”

:驅(qū)動(dòng)評(píng)價(jià)體系升級(jí)的核心動(dòng)力未來(lái)頁(yè)巖開發(fā)將向“深層

超深層”“復(fù)雜巖性”“綠色環(huán)?!狈较虬l(fā)展,

帶來(lái)三大需求:

一是高溫高壓下抑制劑性能評(píng)價(jià)需求,

二是多巖性混合地層的綜合評(píng)價(jià)需求,三是環(huán)保型抑制劑的生態(tài)毒性評(píng)價(jià)需求

。

這些需求將推動(dòng)評(píng)價(jià)體系在SY/T6335-1997基礎(chǔ)上向“精準(zhǔn)化

綜合化

綠色化”升級(jí)。趨勢(shì)一:

“智能化評(píng)價(jià)”——實(shí)驗(yàn)設(shè)備與數(shù)據(jù)處理的科技賦能未來(lái)實(shí)驗(yàn)設(shè)備將實(shí)現(xiàn)“全自動(dòng)

高精度

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)”

,

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