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页岩气水平段井壁稳定检测试验

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:页岩气水平段井壁稳定检测试验主要针对水平钻井段井壁力学完整性评估,核心检测对象包括页岩地层岩石力学参数、钻井液性能及地质环境因素。关键项目涉及岩石抗压强度、剪切强度、孔隙压力、地应力分布、钻井液滤失性、胶结强度等,通过综合测试确保井壁稳定性,防止钻井过程中的坍塌和漏失事故,保障安全高效开发。

检测项目

岩石力学性能检测:

  • 抗压强度试验:单轴抗压强度(UCS,≥50MPa)、三轴抗压强度(ConfiningPressure0-70MPa)
  • 剪切强度测试:内摩擦角(φ°)、凝聚力(C,MPa,参照ISO17892-10)
  • 弹性参数测定:杨氏模量(E,GPa)、泊松比(ν)
地应力检测:
  • 地应力方向测量:最大水平主应力(σH,MPa)、最小水平主应力(σh,MPa)
  • 地应力大小评估:垂直应力(σv,MPa)、应力梯度(MPa/m)
孔隙压力检测:
  • 孔隙压力测定:孔隙压力系数(λ,0.6-1.2)、压力梯度(MPa/km)
  • 渗透率测试:气体渗透率(K,mD,参照ASTMD4525)
钻井液性能检测:
  • 滤失性测试:API滤失量(mL/30min,≤15mL)、高温高压滤失量(HTHP,mL)
  • 流变性评估:塑性粘度(PV,cP)、动切力(YP,lb/100ft²)
井壁稳定性评估:
  • 坍塌压力计算:坍塌压力梯度(MPa/m)、安全密度窗口(kg/m³)
  • 破裂压力测试:破裂压力梯度(MPa/m)、漏失压力(MPa)
岩心理化分析:
  • 矿物成分检测:粘土矿物含量(%,XRD分析)、石英含量(%)
  • 微观结构观察:孔隙度(%,0.5-25%)、裂隙密度(条/m)
胶结强度检测:
  • 水泥环强度:抗压强度(≥20MPa,参照APISPEC10A)、界面胶结强度(MPa)
  • 固井质量评估:声波幅度(CBL,%)、变密度测井(VDL)
环境影响检测:
  • 温度效应测试:高温稳定性(150°C)、热膨胀系数(α,1/°C)
  • 化学腐蚀性:pH值耐受性(2-12)、离子浓度影响(Cl⁻ppm)
动态载荷检测:
  • 循环载荷试验:疲劳寿命(cycles)、振幅(mm)
  • 振动测试:共振频率(Hz)、阻尼系数
安全监测:
  • 实时监测:井径变化(mm)、压力波动(MPa)
  • 风险预警:坍塌指数(CI)、漏失指数(LI)

检测范围

1.页岩岩心样品:取自水平段钻井岩心,重点检测岩石力学参数和矿物组成,以评估地层稳定性。

2.钻井液体系:包括水基和油基钻井液,检测滤失性、流变性和化学稳定性,确保井壁润滑和支撑。

3.套管和固井材料:石油级套管钢材和水泥浆,侧重胶结强度、抗压性能和耐腐蚀性测试。

4.地质流体样品:地层水和天然气样本,分析孔隙压力、渗透率和化学成分影响。

5.井下工具组件:钻具和稳定器材料,检测疲劳强度和耐磨性,防止工具失效导致井壁破坏。

6.模拟地层材料:人工合成页岩样品,用于实验室加速测试,重点验证力学模型和参数。

7.化学添加剂:钻井液添加剂如抑制剂和增粘剂,评估其对井壁稳定性的化学作用。

8.岩石裂缝填充物:天然或人工裂缝中的填充材料,检测强度和密封性能。

9.温度压力模拟装置:高温高压反应釜样品,测试极端环境下的井壁行为。

10.监测传感器数据:井下传感器采集的实时数据,重点分析应力变化和变形量。

检测方法

国际标准:

  • ASTMD7012-14岩石抗压强度和弹性模量试验方法
  • ISO10414-1:2008钻井液现场测试规程
  • APIRP10B-2水泥浆性能测试推荐做法
  • ASTMD4525-13气体渗透率测定标准
  • ISO17892-10:2018岩土剪切试验方法
国家标准:
  • GB/T50266-2013工程岩体试验方法标准
  • GB/T29170-2012钻井液性能测试方法
  • GB/T19139-2012油井水泥试验方法
  • GB/T23561.7-2009岩石三轴试验方法
  • GB/T20972.1-2007石油天然气工业套管和管线管规范
方法差异说明:ASTMD7012使用应变控制加载,而GB/T50266侧重于位移控制;ISO10414-1涵盖现场快速测试,GB/T29170更注重实验室精确测量;APIRP10B-2针对水泥浆高温测试,GB/T19139包括常温到高温的全面范围。

检测设备

1.岩石三轴试验机:GCTSRTX-1000型(围压范围0-100MPa,轴向载荷1000kN,精度±0.1%)

2.钻井液滤失仪:OFITestingEquipmentHTHP滤失仪(温度范围25-260°C,压力上限10MPa)

3.电子万能材料试验机:INSTRON5982型(载荷容量100kN,应变速率0.001-1000mm/min)

4.孔隙压力渗透仪:CoreLaboratoriesJianCeTRAPERM500型(渗透率测量范围0.001-1000mD,压力精度0.01MPa)

5.X射线衍射仪:BrukerD8ADVANCE型(角度范围5-80°2θ,检测限0.1wt%)

6.声波测井模拟器:ChandlerEngineering3200型(频率范围1-20kHz,幅度测量精度±1%)

7.高温高压反应釜:ParrSeries4575型(温度上限300°C,压力上限70MPa,容积1L)

8.地应力测量系统:OverburdenStressSystemOSS-200型(应力测量范围0-200MPa,分辨率0.01MPa)

9.流变仪:BrookfieldDV3T型(粘度范围1-100000cP,剪切速率0.1-1000s⁻¹)

10.岩心扫描仪:GeoTeXCoreScan3型(分辨率10μm,孔隙度分析精度±0.5%)

11.化学分析光谱仪:ThermoScientificiCAP7400型(元素检测限ppb级,波长范围165-900nm)

12.动态载荷测试台:MTS370.10型(频率范围0.1-100Hz,载荷动态范围±50kN)

13.井下监测传感器:HalliburtonGeo-Pilot型(压力测量范围0-140MPa,温度范围-40°Cto175°C)

14.固井质量检测仪:SchlumbergerCBL/VDL工具(声波幅度测量精度±2%,深度分辨率0.1m)

15.模拟钻井系统:TerraTekdrillingsimulator(钻速控制0.1-10m/h,压力模拟0-100MPa)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

页岩气水平段井壁稳定检测试验
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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