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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)
,
滾
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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