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《页岩气钻探关键技术问题分析研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、页岩气钻探关键技术问题分析研究卢予北1,2吴烨1,3陈莹1,21.中国地质大学,湖北武汉4300742.河南省深部探矿工程技术研究中心,河南郑州4500533.河南工程学院,河南郑州451191摘要:页岩气是一种重要的非常规天然气资源,页岩则是页岩气生成的源岩,也是聚集和保存其储层和盖层,页岩气钻探具有自身特点和更高的要求。针对页岩物理化学性质及地层特点,分析了页岩气钻探特点,并对页岩气钻探过程中存在的主要问题,如钻孔不稳定性成因、钻探设备和机具配套、钻探方法选择、钻井液设计进行了较为详细的分析研究。在实践和理论
2、分析基础上,提出了页岩气钻探要实现“快速钻探、抑制性钻井液优先”原则。关键词:页岩气;钻探;设备选择;钻井液TU443AKeyTechnicalAnalyzeandResearchonShaleGasDrillingLUYu-bei1,2WUYe1,3CHENYing11.No.388LumoRoad,Wuhan430074,China;2.No.56NanyangRoad,Zhengzhou,P.R,China,450053;3.No.1ZhongshanNorthRoad,LonghuXinzheng,Zhe
3、ngzhou,P.R.China,451191Abstract:Shalegasisalindofimportantunconventionalnaturalgasresources,shaleisthesourcerocksofshalegas,andalsoitsreservoirandcaprock,shalegasdrillinghasitscharactersandhighertechnicalrequirements.Thispaperaimstothephysicalandchemicalprope
4、rtiesandthestratum,analyzedthecharactersofshalegasdrilling,andconductthedetailedresearchonthemainproblemsduringtheshalegasdrilling,suchasthereasononwellholeunstabilize,drillingequipmentsandtools,drillingmethodchoose,designondrillingmud.Onthebaseofpracticeandt
5、heory,putforwardtheprincipleof"fastdrilling,inhibitorydrillingmudpriority"inshalegasdrilling.Keywords:shalegas;drilling;equipmentchoose;drillingfluid28探矿工程(岩土钻掘工程)2012年第39卷(增刊1)土和黏土范围。塑性指数愈大,表明页岩中土的颗主要存在着缩径、超径和漏失3大类问题。粒愈细,比表面积愈大.岩石中的粘粒或亲水矿物在软页岩地层中,由于该类型水化作用极强
6、,所(如蒙脱石)含量愈高,页岩处在可塑状态的含水量以,在钻探过程中造浆严重,经常出现孔壁遇水膨胀变化范围就愈大。(钻孔缩径)、孔底泥包钻头、吸附粘钻等现象;在硬不同的页岩,其化学成分指标也是不一样的,自脆页岩地层中,随着钻孔深度的逐渐增加,其钻井液然界存在的页岩,其化学成分含量变化也是比较大柱压力随之提高,在压力作用下,钻井液中的水分子的。一般情况下,页岩中SiO。含量为45%----80%,极易沿着贞岩中微裂缝或构造压力异常区向四周扩A1:o。含量为12%~25%,Fez03含量为2%~散,从而加速水化作用。同
7、时,由于页岩中含有各种lO%,CaO含量为0.2%~12%,MgO含量为0.1%不同成分的矿物,其吸水膨胀率差别较大。所以,在~5%。该类地层中易出现孔壁崩塌、剥落、掉块现象,最终裹l常见页岩类型及特性引发钻孔超径或卡钻、埋钻问题。类型组份及特性页岩中微裂缝发育、宽窄不等,形状不规则,其钙质页岩CaC()。禽鲢较高.但其含鞋不超过25%.遇稀盐酸起缝隙宽度多数情况下在0.5~5ptm,最大可达泡.如超过25%,则称之为泥灰岩。钙质贝岩分布较广.常见于陆相、过渡相的红色岩系中,也见于海相、泻800/1m。据石油钻井
8、统计:页岩钻井其井径扩大率湖相的钙泥质岩系中。为5%~50%,最大超径率达98%[1J。由此可见,在铁质页岩含少量铁的氧化物、氧氧化物.碳酸盐(菱铁矿)及铁的硅酸盐(鲕绿泥石、鳞绿泥石),常旱红色或庆绿色,产页岩地层中钻探孔壁遇水膨胀缩径和孔径扩大是主于红层、煤系地层及海相砂泥质岩系中。要问题,这些问题的存在将会导致常规绳索取心钻硅质页岩Si02含量高达85%以上。其硅质