【SY石油天然气标准】 钻井液完井液损害油层室内评价方法

ICS75.020
CCSE13
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T65402021
代替SY/T6540—2002
钻井液完井液损害油层室内评价方法Lab testing method of drilling and completion fluid damaging oil formation行业标准信息服务平台
2021—11—16发布www.bzxz.net
国家能源局
2022一02—16实施
行业标准信息服务平台
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4符号
5实验流体准备
5.1模拟地层水
6常规砂岩岩心准备
岩心钻取与切割
岩心清洗
6.3岩心烘干
岩心气体渗透率测定
岩心抽空与饱和
岩心孔隙体积V测定
7致密油、页岩油岩心准备
岩心钻取与切割
7.2岩心清洗
7.3岩心烘干
7.4岩心气体渗透率测定
7.5岩心抽空与饱和
7.6岩心孔隙体积V,测定
常规砂岩油层钻井液损害动态模拟评价实验8
仪器与材料
实验参数
常规岩心原始煤油渗透率K。测定·动态损害模拟实验程序
测定钻井液损害岩心后岩心对煤油的正向渗透率8.6计算实验结果
常规砂岩油层钻井液、射孔液、压井液损害静态评价实验仪器与材料
实验参数
SY/T65402021
SY/T65402021
原始煤油渗透率K测定
模拟储层温度静态损害实验程序9.4
9.5室温操作方法
测定评价流体损害岩心后岩心对煤油的正向渗透率K9.7
计算实验结果
10致密油、页岩油层钻井液损害动态模拟评价实验10.1
实验装置
实验参数
测定钻井液损害岩心前正向压力衰减半衰期10.5
动态损害模拟实验程序
测定钻井液损害岩心后正向压力衰减半衰期10.7计算实验结果
11致密油、页岩油层钻井液、无固相完井液、射孔液、压井液损害静态评价实验11.1
实验装置
实验参数
11.3测定钻井液损害前压力衰减半衰期11.4，静态损害实验程序
11.5测定钻井液损害后岩心压力衰减半衰期11.6计算实验结果
常规油层无固相完井液损害油层静态评价实验12.1
仪器与材料
实验参数
模拟储层温度实验程序..
12.4室温操作方法·
测定评价流体侵人岩居的煤油渗透率12.5
12.6计算实验结果
评价要求：
14实验记录表格和实验报告格式14.1实验记录表格格式
14.2实验报告格式
附录A（规范性）钻井液完井液损害油层室内模拟评价实验记录附录B（规范性）
钻井液完井液损害油层室内模拟实验报告9
SY/T65402021
本文件依据GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则起草。
本文件代替SY/T6540—-2002《钻井液完井液损害油层室内评价方法》，与SY/T65402002相比，主要技术变化如下：
a）将“本文件适用于模拟钻井液完井液动态、静态损害前后油层液相渗透能力变化程度。”修改为“本文件适用于模拟钻井液完井液动态、静态损害常规砂岩储层、致密油及页岩油储层的评价。”（见第1章，2002年版的第1章）：b）修改了1个规范性引用文件：SY/T5358—2010，删除了1个规范性引用文件：SY/T5336—1996，增加了以下4个规范性引用文件：GB/T29170-2012、GB/T29172—2012、NB/T10030—2016、SY/T7311—2016（见第2章，2002年版的第2章）；c）修改了以下2个术语：临界流速（见3.1，2002年版的3.1）、静态模拟（见3.3，2002年版的3.3），增加了1个术语：压力半衰期（见3.8）：d）修改了2个符号：临界流速、岩心的有效孔隙体积倍数，增加了4个符号：损害前岩心压力半衰期、损害后岩心压力半衰期、岩心气体渗透率、岩心绝对渗透率（见第4章，2002年版的第4章）：
e）修改了“模拟地层水”，增加了“5.1.1如有地层水，可以用除去杂质的地层水。”将“用G4砂芯漏斗抽滤配制的模拟地层水，除去其中的机械杂质。”修改为“用G4砂芯漏斗抽滤配制的模拟地层水，除去其中的机械杂质，对过滤后的地层水抽真空30min，除去地层水中的溶解气体。”（见5.1，2002年版的5.1）f）修改了“煤油”，将“a）用活性白土或膨润土脱至煤油为无色。”修改为“5.2.1用活性白土或膨润土脱至溶剂用煤油为无色”。将“b）先用快速滤纸过滤，再用G3砂芯漏斗抽滤。”修改为“5.2.2先用快遇滤纸过滤，再用G3砂芯漏斗抽滤，对过滤后的煤油抽真空30min，除去煤油中的溶解气本。”（5.2，2002年版的5.2）：g）修改了“常规砂岩岩心准名”将“岩心准备”修改为“常规砂岩岩心准备”（见第6章）；h）增加了“致密油、页岩油岩心准备”见第章）；i）修改了“仪器与材料”，更符合我国目前的实际情况，可操作性更强，便于执行（见8.1，2002年版的7.1）：
j）增加了“按照SYT5358—一2010中第6章的要求，测定心的临界流速Q。”（见8.3.2）；k）修改了“动态损害模拟实验程序”，更符合我国目前的实际情净，可操作性更强，便于执行（见8.4，2002年版的7.3）；
1）修改了“仪器与材料”，更符合我国目前的实际情况，可操作性更强，便于执行（见9.1，2002年版的8.1）；
m）增加了“致密油、页岩油层钻井液损害动态模拟评价实验”（见第10章）；Ⅱ）增加了“致密油、页岩油层钻井液、无固相完井液、射孔液、压井液损害静态评价实验”（见第11章），
o）增加了“钻井液完井液损害致密油、页岩油层室内模拟评价压力半衰期测定实验记录”（见附录A)
SY/T6540--2021
P）增加了“钻井液完井液损害致密油、页岩油层储层室内模拟评价实验报告”（见附录B）。本文件由石油工业标准化技术委员会石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。本文件起草单位：中国石油集团工程技术研究院有限公司、中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院、中国石油新疆油田分公司、西南石油大学、西南油气田分公司。本文件主要起草人：张洁、王双威、张天怡、冯杰、李公让、于雷、戎克生、邬国栋、姚旭洋、赵志良、游利军、许成元、王茜、郭建华、张军、曹权、王锐。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：本文件于2002年首次发布，
本次为第一次修订。
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1范围
钻并液完井液损害油层室内评价方法本文件规定了钻井液完并液损害油层的室内模拟评价实验方法。SY/T65402021
本文件适用于模拟钻井液完井液动态、静态损害常规砂岩储层、致密油及页岩油储层的评价。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应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/T29170—2012石油天然气工业钻井液实验室测试
GB/T29172—2012岩心分析方法
NB/T10030—2016钻井液完井液对煤层气储层损害室内评价方法SY/T5358—2010储层敏感性流动实验评价方法SY/T7311—2016致密油气及页岩油气地质实验规程3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
临界流速critiral veiocity
岩心的渗透率随着注入流体流速的增加而开始较大幅度下降（下降幅度大于20%）时的流速，其值可通过SY/T5358—2010规定的买验方法确定。3.2
动态模拟dynamicsimulation
在模拟井眼条件【作业压差、储层温度和钻共环空环流速梯度（以下简称“速梯”）】下，钻并液在岩心端面有切向剪切时，进行的钻井液损害储层岩心渗透情况评价实验。3.3
静态模拟staticsimulation
在模拟作业压差和储层温度条件下，评价工作液在岩心端面无切向剪切时对储层岩心渗透率的损害情况。
滤失速率filtrationrate
单位时间内通过岩心单位横截面积上的滤失量，分别用F表示动态滤失速率，F表示静态滤失速率。
稳定压力stabilizationpressure1
SY/T65402021
稳定流量stabilizationflow
流动状态趋于稳定后，每10min测量压力和流量一次，连续测量三次，相对误差小于1%时的压力和流量。
平衡渗透率equilibriumpermeability流量和压力趋于稳定后，每10min测量一次流量与压力，并计算渗透率，连续测量三次，相对误差小于1%时的渗透率。
直permeabilityrecovery
渗透率恢复值
评价流体损害岩心后岩心对煤油的平衡渗透率与损害前岩心对煤油的平衡渗透率的百分比。3.8
压力半衰期
pressure half-time
岩心上游端压力衰减为初始实验压力的一半时所经历的时间。4符号
本文件中使用的符号及其表达的意义和单位情况见表1。表1符号说明
测定滤失量时间间隔
t时间内的滤失量
岩心的横截面积
动态滤失速率
静态滤失速率
评价流体损害岩心前岩心对煤油的平衡渗透率评价流体动态损害岩心后岩心对煤油的平衡渗透率评价赢体静态损害岩心后岩心对煤油的平衡渗透率最大返排压力
测，时的平衡压力
君心的临界
动态损害模拟评价的修透率世
静态损害模拟评价的渗透率值
岩心的有效孔隙体积
静滤失体积
125min内的动失水体积
损害前岩心压力半衰期
损害后岩心压力半衰期
岩心气体渗透率
岩心绝对渗透率
cm/(cm2-h)
cm/(cm2-h)
10-μm2
103μm2
cm/min
10-μm2
10-3μm
5实验流体准备
模拟地层水
5.1.1如有地层水，可以用除去杂质的地层水。SY/T65402021
5.1.2无地层水资料时，可采用标准盐水配方，配方与SY/T5358—2010中3.12的要求相同。5.1.3有地层水资料时，应按地层水组成配制模拟地层水。5.1.4用G4砂芯漏斗抽滤配制的模拟地层水，除去其中的机械杂质，对过滤后的地层水抽真空30min，除去地层水中的溶解气体。5.1.5过滤后的模拟地层水储存在洗净的磨口玻璃瓶中备用。若储存时间超过1个月，应重新过滤再使用。
5.2煤油
5.2.1用活性白土或膨润土脱至溶剂用煤油为无色。5.2.2先用快速滤纸过滤，再用G3砂芯漏斗抽滤，对过滤后的煤油抽真空30min，除去煤油中的溶解气体。
5.2.3过滤后的脱水脱色煤油储存在洗净和烘干的磨口玻璃瓶中备用。若储存时间超过1个月，应重新过滤再使用。
6常规砂岩岩心准备
6.1岩心钻取与切割
6.1.1岩心钻取按SY/T5358-2010中5.1.1的要求进行，岩心长度为4cm~6cm（最好约5cm）。若无天然岩心，可采用模拟天然岩心物性的人造岩心或天然露头岩心。2012中4.5.2的要求。
6.1.2岩心的切割可参考GB/T29172孔隙结构不发生改变。
6.2岩心清洗
岩心制备过程应保证岩心矿物成分及标准信息服务平
按GB/T29172—2012中4.6的求进行。6.3岩心烘干
按GB/T29172—2012中4.7的要求进行6.4岩心气体渗透率测定
按GB/T29172一2012中7.3.1.1的要求测定和计算气体渗透率6.5岩心抽空与饱和
操作方法按SY/T5358—2010中5.1.5.1的要求进行。实验要求按SY/T5358—2010中5.1.5.2和5.1.5.3的要求进行。
6.6岩心孔隙体积V测定
按SY/T5358—2010中5.1.6的要求进行。3
SY/T65402021
7致密油、页岩油岩心准备
7.1岩心钻取与切割
7.1.1致密油层岩心按照SY/T7311-2016中3.2.2规定的0°柱塞样品的要求进行，直径为2.54cm，长度为5cm
7.1.2页岩油岩心按照SY/T7311—2016中4.2.2规定的0°柱塞样品的要求进行，直径为2.54cm，长度为5cm。对于易碎的页岩岩心处理可参考GB/T29172—2012中3.4.10的要求。7.1.3岩心的切割可参考GB/T29172—2012中4.5.2的要求。岩心制备过程应保证岩心矿物成分及孔隙结构不发生改变。
7.2岩心清洗
按GB/T29172—2012中4.6的要求进行。7.3岩心烘干
按GB/T29172—2012中4.7的要求进行。7.4岩心气体渗透率测定
按GB/T29172—2012中7.4.1.1和7.7.2的要求测定和计算气体渗透率。7.5岩心抽空与饱和
操作方法按NB/T10030—2016中4.2.3的要求进行。实验要求按NB/T10030—2016中4.2.3的要求进行。
7.6岩心孔隙体积V测定
按GB/T29172—2012中6.3.2.2的要求进行。8常规砂岩油层钻井液损害动去模拟评价实验8.1仪器与材料
常规砂岩油层钻并液损害动态模拟评价实验所用仪器和材料应满足以下要求：慧服务平台
a）高压动态损害系统：JHDS-Ⅱ型或性能相类的仪器：b）氮气及氮气瓶，
c）量筒：分度值0.1mL
d）温度计：200℃，精确度为0.1℃；e）计时器：精确度为0.1s；
f）游标卡尺：精确度为0.02mm；g）金属环：长20mm~30mm，外径25.4mm，壁厚1mm~2mm。8.2实验参数
实验参数如下：
a）速梯：300s-1，或根据现场的实际使用情况计算；4
SY/T65402021
b）压差：3.5MPa，或根据现场实际使用的钻并液液柱压力与孔隙压力差确定；c）温度：使用对应的储层温度；d）动滤失实验时间：125min。
8.3常规岩心原始煤油渗透率K测定8.3.1实验装置：将SY/T53582010中5.3.1要求流程中的流体2和酸或碱流体中间容器去掉，将流体1中间容器改装脱水脱色过滤煤油，其余与该条款相同。8.3.2建立含水饱和度及测定钻井液完井液循环前岩心对煤油的初始正向渗透率K。。a）按照SY/T5358一2010中第6章的要求，测定岩心的临界流速Q。b）用煤油先在0.4倍临界流量Q下驱替到不出水和稳定压力，然后再提高流量到0.8倍Q下驱替到不出水和稳定压力。用0.5倍Q下的流量驱替到稳定流量和稳定压力，测定损害前岩心对煤油的渗透率，实验过程中按表A.2的格式进行记录，用达西公式计算损害前岩心对煤油的平衡渗透率K。。
8.4动态损害模拟实验程序
8.4.1仪器准备
按仪器操作说明书检查和清洗仪器。8.4.2安装岩心
以测定岩心对煤油的初始正向渗透率时的流体驱替方向为正向，安装岩心或调整阀门，使得钻并液可在岩心端面实现反向污染。将岩心的围压加到2MPa～3MPa后（注意观察围压加到所需值后，压力能否稳定，若不能稳定，说明围压漏，检查是胶套破损还是岩心直径太小，若是胶套破损，则更换胶套，若是岩心太小或安装不当，可以在岩心外缠一层聚四氟乙烯膜后重新安装，直到围压稳并立即在滤液出口处接上已排除空气的冷却接收器。定），用吸满煤油的吸耳球排除出口端的空气，8.4.3灌注钻井液及加压
灌注钻井液，要求钻井液须充满仪器的实验液腔、管线和中间容器（标志是放空管线有钻井液流出），以便排净空气。关好空阀放水阀后，给实验液腔加0.5MPa～1MPa的压力。8.4.4加热与调节实验温度
加热钻井液至设定温度，并在稍低于实验速下循环求搅拌钻井液，以便均勺加热。为了防止岩心内部液相蒸发，可在岩心夹持器的岩心人口端施加国，并相应提高驱替压力，保持净压差不变。具体回压的选择参考GB/T29170—2012中27.4.3的要求。8.4.5压力调节
压力调节分两步进行，先将岩心的围压加到3MPa，将实验液腔内压力提高到2.MPa（或低于所需实验压力0.5MPa），再提高围压至4.5MPa～5MPa（或高于实验压力1.5MPa～MPa），再将实验液腔内压力提高到3.5MPa（或所需实验压力）。8.4.6速梯调节
通过循环、搅拌等方式，使岩心端面的钻井液的速梯达到实验要求。5
SY/T6540-2021
动滤失测定
当温度、围压、实验液腔压力和速梯达到实验值后，在岩心出口处放好量筒，打开滤液出口阀，开始计时、计量，记下初始滤失体积（即瞬时滤失）。动滤失测定实验过程中按表A.4的格式进行记录。动滤失实验时间为125min。8.4.8结束污染
动滤失实验结束后，立即关闭滤液出口阀，停止加温，并开大冷却水进行冷却，同时进行慢速搅动。当温度降至50℃时，则可卸压。打开排空阀卸压，卸压不宜太快，以防高温实验钻井液飞溅。污染结束后清洗岩心端面虚厚滤饼，防止堵塞管线和堵头。实验结束及时清洗实验仪器釜体和管线。8.5测定钻井液损害岩心后岩心对煤油的正向渗透率8.5.1安装岩心或调整阀门，将实验流程恢复至测定煤油正向渗透率的流程，开始钻井液损害岩心后岩心对煤油的正向渗透率测量。8.5.2采用与8.3.2测定岩心K。相同的流量，正向驱替煤油20倍V以上，达到稳定压力和稳定流量后，测定钻井液损害岩心后岩心对油相的渗透率，实验过程中按表A.2的格式进行记录，用达西公式计算损害后岩心对煤油的平衡渗透率Kd。同时，注意观察记录驱替过程中的最高返排压差。8.6计算实验结果
动滤失速率Fa：
式中：
F—动滤失速率，单位为立方厘米每平方厘米小时【cmr/（cm?·h)]：AV一计量时间内站并液滤失量，单位为立方厘米（cm）A岩心横截面积单位平方厘米（cm），At钻井液滤失量计量时间，自位为分（min）。8.6.2动态渗透率恢复值R：
式中：
隹信息服务
R。—动态渗透率恢复值，用百分数表示；(1)
K钻井液损害岩心后岩心对煤油的正向渗透率，单位为十的负三次方平方微米（10-3μm2）：K。岩心原始煤油渗透率，单位为十的负三次方平方微米（10-3um2）。9常规砂岩油层钻井液、射孔液、压井液损害静态评价实验9.1仪器与材料
仪器与材料如下：
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