煤层气生物酶可解堵钻井液的岩心流动实验研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第30卷第2期钻井液与完井液Vo1．30No．22013年3月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMar．20l3【理论研究与应用技术】煤层气生物酶可解堵钻井液的岩心流动实验研究贺建群，乌效鸣，向阳，易焱华，马建军(1．中国地质大学(武汉)工程学院，武汉；2．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，成都)贺建群等．煤层气生物酶可解堵钻井液的岩心流动实验研究[J]．钻井液与完井液，2013，30(2)：33．36．摘要为解决煤层钻井井眼净化、井壁稳定和储层保护之间的矛盾，采用生物酶可解堵钻井液技术进行黏度衰减实验，验证了聚合物

2、与生物酶最优匹配性研究，对8种生物酶可解堵钻井液材料进行了岩心流动实验和金相显微观察实验，用固液耦合法分析了影响生物酶在岩心中解堵聚合物的可能因素。岩心流动实验结果表明：生物酶对特定聚合物的解堵速率：酶C>酶B>酶A>酶F；采用特定生物酶破胶，岩心渗透率恢复率可达70％以上；可解堵钻井液用于煤层气钻探具备前期稳定井壁后期降低对煤储层伤害的特性。关键词钻井液；生物酶可解堵；钻井液材料；实验测试；煤层气中图分类号：TE254文献标识码：A文章编号：1001。5620(2013)02．0033040引言心流动实验的结果。笔者在前人。研究基础上，针对近年市场新出现的生物酶和聚合物材料，采用随着

3、煤层气开采研究和施工的深入进展，气体定量及显微实验研究，优选获取效果更佳的配方，采收率成为制约我国煤层气商业化的首要因素。影结果显示其后期解堵效果更好，更适合在煤层储层响煤层气采收率的因素有很多，钻井液污染储层(煤中钻进层)是重要的一个原因。因而研究能有效保护储层，防止煤层节理裂隙渗透率降低的水平井生物酶可解I实验方法堵钻井液技术尤为急迫。测试评价生物酶可解堵钻井液材料的实验方法有二氧化碳释放量法、黏度衰1．I黏度衰减实验减法、渗透率恢复法等实验方法。黏度衰减和二氧用黏度衰减法进行可降解钻井液材料与酶的匹化碳释放量作为评价生物酶解堵聚合物的指标，可配性实验，以优选出与聚合物最佳匹配的生

4、物酶。以说明实验环境下生物酶对可解堵钻井液的解堵效实验选取8种常用作钻井液材料的聚合物(分别为果。但对于孔隙裂隙发育、流体压力和温度并存的TJ、SG、GE、MY、LP、PAC、HEC、CMC)，设计32煤层储层环境(井眼地层环境)，并不能给出信服组正交实验，将8种聚合物与4种生物酶(酶A、的生物酶对可解堵钻井液的解堵效果。酶B、酶C、酶F)在相同浓度、相同温度下搭配(设岩心流动实验使用人造岩心模拟地层孔隙环置不加酶组作对比)，每隔5～30min测试各组配境，加压流体使岩心两端获得压差，近似于钻井液方黏度值，计算黏度与初始黏度(未加酶)比值，侵人地层的井底真实状态。假定岩心孔隙性不变化，

5、作为优选依据。岩心渗透率的变化即反映地层孔隙中钻井液的解堵1．2岩心流动实验效果。金相显微镜观察实验提供了直接观察可解堵聚合物在岩石孔隙中解堵过程的方法，辅助解释岩首先使清水通过岩心，测试岩心原始渗透率基金项目：国家科技重大专项(示范工程)“山西沁水盆地煤层气水平井开发示范工程”(2008ZX05061o第一作者简介：贺建群，1988年生，在读硕士研究生，现在从事煤层气钻井液、泥页岩孔壁稳定及地质工程相关专业研究。地址：武汉市洪山区鲁磨路388号；邮政编码430074；电话15072338705；E—mail：junxiang0321@126．com。学兔兔www.xuetutu.co

6、m34钻井液与完井液2013年3月(前15min每5min记录一次数据)；然后换用加人此外，实验还发现酶A、酶B、酶C对钻井生物酶的聚合物溶液，使其在相同温度压力条件下液中常用增黏和降滤失聚合物均具有较好的解堵性通过岩心(15rain内即可完全堵塞)，以污染岩心；能，并且解堵速度较快，一般前5h内即可完成对之后再次换用清水驱替(3～5h)并记录各时刻(如聚合物的解堵；酶F对聚合物也有一定的解堵效果，表1所示)液体流过岩心的流量，由达西定律即可但没有酶C、酶B、酶A解堵得彻底，95％以上计算出岩心各段时间的渗透率。解堵率出现时刻在24h左右；4种生物酶对聚合物K=4OOOVpL／(DAP

7、T)(1)的解堵速率从大到小依次为：酶C>酶B>酶A>式中，为岩心渗透率，10ixm；V为固定时间内酶F通过岩心的流量，mL；L为岩心长度，cm；D为表2不同聚合物的最佳降解生物酶优选结果岩心直径，mm；AP为岩心两端的压差，atm；T为通过体积为的液体所需的时间，S；为液体黏聚合物生物酶前3h平均降解率／(％m)度，mPa·S，与液体种类和温度有关。表1渗透率，恢复实验数据表(以魔芋与酶B匹配为例)t圳／minFL／mLK／IO一Ixmf时／