ICS 75.020 ND E 13 备案号：572932017 中华人民共和国能源行业标准 NB/T 100302016 ： 钻井液完井液对煤层气储层损害 室内评价方法 Lab-evaluationmethodfordrilling and completion fluid damage to CBM reservoirs 2016—12—05发布 2017－05－01实施 国家能源局 发布 NB/T 10030—2016 目 次 前言 范围 1 2 规范性引用文件 3 方法原理 实验准备 4 评价方法的选择 5 渗透率低于0.1×10-3μm²煤心渗透性损害率评价程序 6 7渗透率高于或等于0.1×10-3μm²煤心渗透性损害率评价程序 6 附录A（资料性附录）孔隙压力振荡法超低渗透率计算公式推导 附录B（资料性附录）钻井液完井液对煤心渗透性损害实验记录 附录C（资料性附录）评价煤心渗透性损害实验报告 NB/T 10030—2016 前言 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。 本标准由能源行业煤层气标准化技术委员（NEA/TC13）提出并归口。 本标准起草单位：中国石油集团钻井工程技术研究院、中石油煤层气有限责任公司、中国石油天 然气股份有限公司华北油田分公司、中国石油勘探开发研究院廊坊分院。 本标准主要起草人：赖晓晴、杨恒林、陈树宏、倪元勇、田中兰、李延祥、崔金榜、乔磊、 李彦琴、张义、苑旭波。 II NB/T10030—2016 钻井液完井液对煤层气储层损害室内评价方法 1范围 本标准规定了煤层气储层受钻井液、完井液和其他外来液体污染后，渗透率损害的室内实验方法。 本标准适用于煤层气储层受钻井液、完井液和其他外来液体污染后，渗透性损害率的室内评价。 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/T29172—2012岩心分析方法 SY/T5107一2016水基压裂液性能评价方法 SY/T5358一2010储层敏感性流动实验评价方法 SY/T65402002钻井液完井液损害油层室内评价方法 3方法原理 3.1概述 当煤心渗透率小于0.1×10-3μm²时，采用孔隙压力振荡法进行评价；当煤心渗透率大于或等于 0.1×10-3μm²时，采用稳态法进行评价。 3.2孔隙压力振荡法测定液相渗透率 孔隙压力振荡法是在煤心的人口端施加给定的压力振荡波，通常为压力正弦波，该压力正弦波 穿过煤心，在煤心出口端出现压力正弦波的响应，该响应与入口端压力正弦波相比，表现为相位延迟 （即存在相位差θ=。-。<0，9。为下游相位，.为上游相位）和振幅减小（用下游端压力振幅 A。与上游端压力振幅A.之比α度量，α=AA，<1)，通过这种相位延迟和振幅减小的变化计算渗 透率。孔隙压力振荡法原理如图1所示。 A一上游正弦压力振幅，A一下游正弦压力振幅；α一上下游压力振幅比；θ一上下游相位差 图1孔隙压力振荡法原理图 1 NB/T10030—2016 渗透率K通过公式（1）求得： (1) T.Aw?-y 式中： K一一所测煤心的渗透率，单位为十的负三次方二次方微米（10-3μm²）； 测试条件下液体的黏度，单位为毫帕秒（mPa's）； 煤心下游端储流系数，单位为立方厘米每兆帕（cm"/MPa）， 所测煤心的长度，单位为厘米（cm）； 设定的压力振荡周期，单位为秒（s）； 一所测煤心截面积，单位为平方厘米（cm²）； V——选代变量，量纲为1； —与振幅比和相位差有关的中间推导式。 K，B，和的推导过程参见附录A。 测试过程中，在岩心夹持器下游端封闭，并且中值压力大于10MPa的条件下，B。为常数。本方 法要求中值压力大于或等于10MPa。 注：上游端流体孔隙压力的中值简称中值压力。 3.3稳态法测定液相渗透率 稳态法是液体通过多孔介质并达到稳态流后（即压降与流量不随时间变化），其液体通过岩心 （μ）成反比。比例常数K称为多孔介质的渗透率。 渗透率K通过公式（2）求得： (2) △pA 式中： 所测煤心的渗透率，单位为十的负三次方二次方微米（10-3μm2）， K 测试条件下液体的黏度，单位为毫帕秒（mPa·s）； L—一所测煤心的长度，单位为厘米（cm）； A一一所测煤心的横截面积，单位为平方厘米（cm²）； △p——测试条件下液体穿过煤心两端的压力差，单位为兆帕（MPa）； Q一液体在单位时间内穿过煤心的体积，单位为立方厘米每秒（cm"/s）。 4实验准备 4.1实验材料准备 4.1.1煤心制备 4.1.1.1柱塞样品的钻取方向应平行于面割理或端割理方向，煤心制备过程应保证煤心矿物成分及孔 隙结构不发生改变。 4.1.1.2煤心端面与柱面均应平整，且端面应垂直于柱面，不应有缺角等结构缺陷。 4.1.1.3火 煤心直径一般为38mm～50mm左右，长度与直径比为0.5～1.5。若无钻井取心获得的煤 2 NB/T 10030—2016 心，可到煤层气开发区块附近煤矿采集同层位煤块。 4.1.2地层水或模拟地层水准备 4.1.2.1现场采集到的地层水，用G4砂芯漏斗抽滤，除去其中的机械杂质。 4.1.2.2现场采集不到地层水，但有地层水资料时，应按地层水资料配制模拟地层水。 4.1.2.3现场采集不到地层水，又无地层水资料时，可采用标准盐水配方，配制标准盐水。配方与 SY/T5358—2010中的3.12要求相同。 4.2煤心饱和 4.2.1饱和装置 煤心饱和装置示意图如图2所示。为了获得最大真空度，并使煤心充分饱和，采取两级抽真空方 式，每次只饱和一块煤心。 真空泵 真空表 分子泵 储液罐 岩心室 压力表 R 加压泵 2 1-储液罐抽空阀；2—泵吸液阀，3—岩心室进液阀；4一岩心室加压阀；5—放空阀 图2煤心饱和装置示意图 4.2.2仪器与设备 煤心饱和装置用仪器与设备如下： 真空泵：极限压力6×10-2Pa； 分子泵：极限压力6×10-6Pa； 岩心室：耐压40MPa； -加压泵：最大工作压力50MPa； 储液罐；耐压1MPa； 各种阀门； 3 NB/T10030—2016 一精密压力表：0.25级精密压力表； 一游标卡尺：分度值为0.02mm。 4.2.3操作步骤 4.2.3.1测量煤心直径和长度，并装人岩心室。 4.2.3.2将地层水（或模拟地层水）装人储液罐。 4.2.3.3用真空泵对储液罐中地层水（或模拟地层水）抽真空，真空度达90Pa，关闭储液罐。 4.2.3.4用前级真空泵对岩心室中煤心抽真空，至真空达100Pa，然后打开后级分子泵继续抽真空， 至最大真空度，并在该真空度下保持30min不变。 4.2.3.5将储液罐中抽过真空的地层水（或模拟地层水）注人岩心室中，将煤心完全浸泡在地层水 （或模拟地层水）中，饱和压力不低于15MPa，加压时间不低于16h，以保证煤心充分饱和。 4.2.3.6取出煤心并在地层水（或模拟地层水）中继续浸泡至少24h。 4.3孔隙压力振荡法评价煤心渗透率损害装置和仪器设备 4.3.1孔隙压力振荡法评价煤心渗透率损害装置 孔隙压力振荡法评价煤心渗透率损害装置示意图如图3所示。适用于渗透率小于0.1×10-3μm² 煤心评价。 压力表I 玉力表 压力传感器 压力传感器 压力表 1一上游控制阀，2一上游排空阀；3—下游控制阀，4—下游排空阀5—压力控制阀，6--工作液罐A上端控制阀； 7一工作液罐A下端控制阀，8一工作液罐B上端控制阀，9一工作液罐B下端控制阀 图3孔隙压力振荡法评价煤心渗透率损害装置示意图 4.3.2仪器与设备 孔隙压力振荡法评价煤心渗透率损害实验用仪器与设备如下： 正弦泵及驱替泵：控制精度不小于0.01mL/min；