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NB/T 10121-2018

基本信息

标准号: NB/T 10121-2018

中文名称:钻井液对页岩抑制性评价方法

标准类别:能源标准(NB)

标准状态:现行

出版语种:简体中文

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相关标签: 钻井液 页岩 评价 方法

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标准简介

NB/T 10121-2018.Evaluating method of shale inhibition for drilling fluids.
1范围
NB/T 10121规定了抑制分散率试验、岩屑回收提高率试验、相对抑制率试验、毛细管吸收时间CST值试验、内聚力表征试验、浸泡试验等方法。
NB/T 10121适用于页岩气领域钻井液对页岩抑制效果的评价,其他行业可参考执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本( 包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 6682分 析实验室用水规格和试验方法
GB/T 16783.1 石油天然气工业 钻井液现场测试 第1部分:水基钻井液
SY/T 5490钻井 液试验用土
SY/T 5613钻井液测试泥页岩理化性能试验方法
3抑制分散率试验
3.1试剂和仪器
3.1.1钻井液 膨胀试验用膨润土:符合SY/T 5490 要求。
3.1.2去离 子水或蒸馏水:符合GB/T 6682中三级水要求。
3.1.3亚甲基蓝溶液:符合GB/T 16783.1 的规定。
3.1.4变频高速搅拌机 :负载转速1 1000r/min±300r/min,带搅拌杯。
3.2测试程序 .
3.2.1用 500mL量简量取500mL去离子水放入搅拌杯中,在高速搅拌状态( 负载转速为1 100r/min±
300r/min)下加入3% (质量体积比)膨胀试验用膨润土(称准至0.10g),搅拌20min,期间刮下黏在杯壁和搅拌器上的试验用土,将配制好的土浆放入老化罐中,盖紧,在80℃±3℃温度下热滚16h,取出老化罐,自然冷却至室温。按GB/T 16783.1 的规定测定600r/min读值、亚甲基蓝容量。
3.2.2按上述步骤测定6%、9%膨胀试验用膨润土浆的600r/min读值、亚甲基蓝容量,以600r/min读值为Y轴,亚甲基蓝容量为X轴绘制趋势图。

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标准内容

ICS75.020
备案号:68870—2019
中华人民共和国能源行业标准
NB/T10121—2018
钻井液对页岩抑制性评价方法
Evaluating method of shale inhibition for drilling fluids2018—12—25发布
国家能源局
2019—05—01实施
现范性引用文件
抑制分散率试验
试剂和仪器
测试程序
岩屑回收提高率试验
4.1试剂和仪器
测试程序
4.3计算
5相对抑制率试验
试剂和仪器
测试程序
毛细管吸收时问CST值试验
试剂和仪器
测试程序
结果处理
内聚力表征试验
试剂和仪器
测试程序
浸泡试验
试验仪器
试验步骤
NB/T10121—2018
NB/T10121—2018
本标准按照GB/T1.1一2009《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写》给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由能源行业页岩气标准化技术委员会提出并归口。本标推主要起草单位:中石化胜利油工程有限公司钻井工艺研究院、中石油塔里木油田油气工程研究院、中石油川庆钻探工程有限公司钻升液技术服务公司、中石油川庆钻探工程有限公司贞岩气勘探开发项日经理部。
本标准主安起草人:王俊涛、李家学、经淑恋、王传富、李公让、未金智、张敬辉、李萌、陈健、夏晔、周晓蕾、李卉、李茂森、彭碧强、任玲玲、李轩。1范围
钻并液对页岩抑制性评价方法
NB/T 10121—2018
本标准规定了抑制分散率试验、岩屑回收提高率试验、相对抑制率试验、毛细管吸收时间CST值试验、内聚力表征试验、浸泡试验等方法。本标准适用于页右气领或钻井液对页岩抑制效果的评价,其他行业可参考执行。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBT6682分析实验室用水规格和试验方法GB16783.1石油天然气工业钻井液现场测试第1部分:水基钻井液SY/T5490钻液试验用土
SY/T5613钻井液测试泥页岩理化性能试验方法3抑制分散率试验
3.1试剂和仪器
钻升液膨胀试验用膨润土:符合SYIT5490要求。3.1.14
去离子水成蒸馏水:符合GB/T6682中三级水要求3.1.2
亚甲基蓝溶液:符合GB/T16783.1的舰定。3.1.4变频高速觉拌机:负载转速11000r/min+300r/min,带搅拌杯。3.1.5
计时器:精度0.1s。
天平:感量0.01g。
3.1.7温度计:分度值0.5℃。
滚子加热炉:温度80℃+3℃,带老化罐。直读式黏度计:符合GB/T16783.1的规定。3.1.9
3.1.10量简:500ml,分度值10ml。3.2测试程序
3.2.1用500mL量筒量攻500mL去离子水放入搅拌杯中,在高速搅拌状态(负载转速为11000r/min土300r/min)下加入3%(质量体积比)膨胀试验用润生(称准至0.10g),搅拌20min,期间刮下黏在杯壁和揽拌器上的试验用土,将配制好的土浆放人老化罐中,盖紧,在80℃土3℃温度下热滚16h,取出老化罐,自然冷却至室温。按GB/T16783.1的规定测定600r/min读值、业甲基蓝容量。3.2.2按上述步骤测定6%、9%膨胀试验用膨润土浆的600r/min读值、亚甲基蓝容量,以600r/min读值为Y轴,业甲基蓝穿量为X轴绘制趋势图。1
NB/T10121—2018
3.2.3按照GB/T16783.1的规定测定钻井液的业中基蓝容量,并在趋势图上找到对应600r/min值,记为Φ6000g
3.2.4以3.2.1测得业中基蓝容量值为基准值,从趋势图上查找增加基准值后对应的600r/min值,记为600
3.2.5用500mL量筒量取350mL钻井液两份分别放入搅拌杯中,取其中一份在高速搅拌状态(转速为11000r/min±300r/min)下加人10.50g膨胀试验用膨润土(称准至0.10g),搅拌20min,期间刮下黏在杯壁和搅拌器上的膨胀试验用膨润王。3.2.6将两份钻井液分别放入老化罐中,盖紧。在80℃土3℃温度下热滚16h,取山老亿罐,自然冷却至室温。打开老化罐,将钻井液转人高揽杯中,高速搅拌5min(负载转速11000r/min±300r/min),按GB/T16783.1的规定分别测定600r/min时读值,记为Φ6001、Φ6002。至少平行试验2次。3.3计算
按公式(1)计算抑制分散率R:Rp
式中:
RD抑制分散率;
600600
$600m-$600m
Φ600—亚甲基蓝容量条件下600r/min读值:p600
亚甲基监容量条件下增加3%膨胀试验用膨润土600r/min读值;现场钻井液老化后600r/min读值;e6002
加3%胺试验而膨润土的钻并液经老化后600r/min读值:4岩屑回收提高率试验
4.1试剂和仪器下载标准就来标准下载网
1过氧化氢:分析纯,3%水溶液。4.1.1
4.1.2去离了水或蒸溶水:符合GB/T6682中三级水要求。4.1.3标准筛:孔径0.45mm、2.0mm、3.2mm。4.1.4量筒:500mL,分度值10mL。4.1.5计时器类:精度0.1s。
4.1.6温度计:分度值0.5℃。
鼓风干燥箱:控温105℃=3℃。
天平:感量0.01g。
4.1.9滚子加热炉:温度80℃±3℃,昔老化罐。4.1.10下燥器:装有硫酸钙(化学纯)于燥剂或等效物。4.2测试程序
4.2.1按SY/T5613的规定测试页岩岩屑在去离子水中滚动16h后的回收质量,记为m自。做3次平行测定,取平均值作为试验结果。4.2.2用现场钻并液替代去离子水,获SYT5613的规定测试页岩岩屑在钻井液中的回收质量,记为m。做3次平行测定,取平均值作为试验结果。2
NB/T10121—2018
4.2.3将4.2.1和4.2.2中一次回收的岩用去离了水按照SYT5613规定的步骤进行二次负岩回收试验,二次回收岩屑的质量分别记为m空白、m,。4.3计算
分别按公式(2)、公式(3)计算岩屑回收提高率P、二次岩屑回收提高率P2:R=m=ma x100%
m-m起口x100%
Pl岩屑回收提高率,
二次岩屑回收提高率;
在钴并液中滚动后回收岩屑的质量,单位为克(g),mi
在钻井液中和去离了水中二次滚动后回收岩屑的质量:单位为克(g)m空白
m穿白
在去离子水中首次滚动回收岩屑的质量,单位为克(g);在去离了水中二次滚动回收岩屑的质量,单位为克(g)。5相对抑制率试验
试剂和仪器
去离了水或蒸馏水:符合GB/T6682中二级水要求。5.1.1
5.1.2钻井液膨胀试验用膨润土:符合SY/T5490要求。5.1.3
量筒:10mL,分度值0.5mL。
计时器:精度0.1s。
游标卡尺:分度值0.001mm。
大平:感量0.01g。
变频高速说拌机:负载转速11000r/min土300r/min,带搅拌杯。5.1.8
低温低压(API)滤失试验仪:符合GB/T16783.1要求。电热鼓风干箱:控温105℃±3℃。5.1.10
页岩膨胀仪:NP-(01型或同类,含压力机等所需配件。5.2测试程序
5.2.1按GB/T16783.1的规定进行钻升液的低温低压滤失量测试,收集20mL滤液。(2)
按SY/T5613的规定在页岩膨胀仪的双轴上同时测试人工岩心在去离子水中和滤液中的1h5.2.2
4h、8h、16h膨胀员,分别记为对应时问的膨胀量H、H2。应平行试验两次,分别计算相对膨胀率,取平均值作为试验结果。
5.3计算
按公式(4)计算相对抑制率Rn:3
NB/T10121-2018
式中:
Rr—岩心机对抑制率:
Ru=\=H×100%
在去离子水中的岩心膨胀量,单位为毫米(mm):Hi
在滤液中的岩心膨胀量,单位为毫米(mm)。6毛细管吸收时间CST值试验
6.1试剂和仪器
过氧化氢:分析纯,3%水溶液。去离子水或蒸馏水:符合GB/T6682中三级水要求。6.1.3鼓风燥箱:控温105℃±3℃。6.1.4标准筛:孔径110目。
:烧杯:100mL。
计时器:精度0.1s。
天平:感量0.01g。
6.1.8量筒:10mL、100mL各1只,分度值0.5mL、10mL。6.1.9注射器:5mL,分度值0.5mL。CST测试仪。
6.2测试程序
6.2.1按SY/T5613的规定收集、制备贞岩岩屑:用粉碎机研磨,将试样过孔径110日的标准筛后,装入口瓶备川。
6.2.2按GB/T16783.1的规定进行钻升液的低温低压滤失量测试,收集滤液50mL。6.2.3将滤纸放在CST仪测试板底面上,将上板扣在下板的固定螺丝上,将圆柱试浆容器放人仪器,6.2.4称取7.5g岩屑放人装有50mL滤液的100mL烧杯中,用磁力搅拌器搅拌20s后,用注射器(5mL)取山3mL浆液并压入CST圆柱试浆容器中,测岩屑在滤液中水化分散20s的CST值,6.2.5按6.2.3、6.2.4步骤对同一样品分别测定60s、120s的CST值。6.2.5在绘制CST值与剪切时间X(20s、60s、120s)的关系曲线,两者为线性关系。6.3结果处理
按照公式(5)回归斜率m,即表征页岩水化分散性,m越人,水化分散的趋势越人。Y=mX+b
式中:
滤液在滤纸上运移5mm所用的时间,即为CST值;m
-页岩在溶液中的分散速率,
剪切时间:
舞时形成的胶体颗粒数目。
7内聚力表征试验
试剂和仪器
三轴应力实验仪:轴向最大载荷500kN及以上,用压50MPa以上。7.1.1
游标卡尺:分度值0.001mm。
7.1.3塑封管。
7.2测试程序
NB/T10121—2018
7.2.1岩心制备:在同一块现场岩心或露头上钻取直径25mm的圆柱形试样6个及以上,将圆柱形试样的两端车平、磨光,使用游标卡尺测量试样长度,使岩烊的长径比为2:1,两端基面偏差≤2.5%。7.2.2试样浸泡:取1000mL烧杯一个,注入500mL测试用钻井液,取3个及以上试样,常温下(25℃=3℃)浸泡在钻井液中,浸泡48h后,取出试样,塑封。7.2.3试样测试:分别取未浸泡钻并液的和浸泡钻井液后的试样(各不少于3个),放入三轴应力实验仪器中,依次控制围压为0MPa、10MPa、20MPa、30MPa、40MPa、50MPa等进行破坏实验,记录试验破坏时所加的轴儿和围压。7.3计算
分别将7.2.3测试中未浸泡利浸泡铝井液后试栏破坏时轴压、围压组合带人计算公式(6)中,回归计算出未浸泡和浸泡钻并液后试详的内聚力。α,=B.ctg45°-
式中:
C一内聚力,单位为兆帕(MPa);Φ——内摩擦角,单位为度():a一第i个试样破坏时的轴压,单位为兆帕(MPa):β第i个试样破环时的围压,单位为兆帕(MPa)通过公式(7)计算钻并液体系的抑制率”:C×100%
式中:
致抑制率,
Ci一一未受钻井流休侵泡岩石内聚力,单位为兆帕(MPa),C
钻井流体侵泡后岩石内聚力,单位为兆帕(MPa)。8浸泡试验
8.1试验仪器
显微镜:具有拍照功能,最大放大倍数200倍以上。8.1.2
低温低压(API)滤失试验仪:符合GB/T16783.1要求。8.1.3量筒:10mL,分度值0.5ml.(6)
NB/T10121—2018
游标卡尺:分度值0.001mm。
8.2试验步骤
1按GB/T16783.1的规定进行现场钻井液的低温低压滤失量测试,收集20mL滤液。8.2.1
2调试显微镜并将照相机安装在显微镜接口上,接好快门线。8.2.2
8.2.3取出制备好的岩心或岩屑(大于1cm)放在培养血中,观察其外观特征和有裂缝发育,并选择明显的裂缝,调好焦距,并固定好口镜、视镜、培养血,对君心或屑的初始状态拍照。8.2.4用滴管将8.2.1中收集的滤液沿培养血壁滴人培养皿,避免触动培养皿。5每隔1min拍照记录次裂缝变化情况,连续拍摄15min或者至页君完伞塌。8.2.5
对比并记录照片岩心或岩屑裂缝的变化情况,描述裂缝变化情况,包括外观无变化、出现裂8.2.6
缝、裂缝明品加大、部分坍、完伞塌等。6
中华人民共利国
能源行业标准
钻井液对页岩抑制性评价方法
NB/T10121—2018
油工业出版社昌板
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