绒囊钻井液在煤层气水平井稳定井壁技术的应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第3期钴井液与完井液V01．31NO．32014年5月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMay2014doi：10．3969~．issn．1001-5620．2014．03．009绒囊钻井液在煤层气水平井稳定井壁技术的应用孟尚志，张志珩，赵军(1．中国地质大学(北京)能源学院，jE京；2．中联煤层气有限责任公司，北京；3．中国石油大学(北京)石油工程学院，北京)孟尚志等．绒囊钻井液在煤层气水平井稳定井壁技术的应用[J]_钻井液与完井液，2014，

2、31(3)：35．38．摘要煤层气水平井可以显著提高单井产能，创造更大的经济效益。由于煤岩本身的地质特征和物化特性，煤层气水平井井壁失稳现象时有发生。室内实验优选了绒囊钻井液配方，评价了其流变性、抑制性、润滑性和封堵能力，得出绒囊钻井液具有很好的悬浮能力，可避免形成岩屑床；能够降低黏土矿物水化膨胀的程度，减少钻杆同井壁之间的摩阻和扭矩；也能有效地封堵煤岩割理及裂缝，增大了水平井井壁的承压能力，进而提高水平井井壁的稳定性，减少井漏、垮塌等事故的发生。介绍了该绒囊钻井液在“u”型井和“V”型井水平段的应用情况，应用井

3、段的钻进均很顺利，表明该绒囊钻井液在煤层气水平井上具有很好的应用前景。关键词绒囊钻井液；煤层气；水平井；井眼稳定；现场应用中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001．5620(2014)03．0035．04近几年兴起的煤层气“U”型井和“V”型井有钻井液(加入不同比例的KC1)，其配方见表1。效提高了煤层气单井产量，但其水平井段的井壁稳定表13种不同密度绒囊钻井液的配方问题亟待解决。鄂尔多斯盆地主力煤岩地层发育为多层重叠，单层薄，相距较近，稳定性差。煤岩本身是配p／绒毛成层成核成膜氯化除氧缓蚀杀菌

4、高温稳方cl工l3剂／％剂／％剂／％剂／％钾／％剂／％剂／％剂／％定剂／％内生裂隙和次生割理普遍发育，具有很强的非均质性，10．80-31．50．40．220．50．10．10．5钻井液在煤岩地层中极易发生滤失和漏失[1-4]0煤岩20．90．31．50-30．350．50．10．10．5储层应力敏感性强，其杨氏模量和泊松比都要小于一31．00．42．00_30_3100．50．10．10．5般泥页岩，从而导致煤岩的抗压、抗剪能力很低，属注：NaOH加量均为0．1％，Na2CO加量均为0．2％。于易坍塌的地层。煤

5、岩含有大量的黏土矿物，且以高岭石和伊利石为主，在地层温度和压力下，遇水极易1．1流变性能发生膨胀，造成井壁失稳，且煤岩地层中的微裂缝和3种密度绒囊钻井液的性能如表2所示。孔隙的毛细管效应突出，煤岩吸水形成膨胀压力，在表23种密度绒囊钻井液的流变性能钻井中产生坍塌、掉块现象，造成井下复杂事故。复杂结构的水平井对钻井液性能提出了更高要求，必须解决井眼净化、井壁失稳、润滑防卡，防漏堵漏等技术问题。根据仿生学原理，开发出一种绒囊钻井液，该钻井液依靠自身特殊材料结构和流变性能，能够封堵煤岩地层的孔隙裂缝，提高煤岩地层承压能

6、力[sq0]。1绒囊钻井液性能研究通过配方优选实验，配制了3种不同密度的绒囊注：热滚条件为120℃、16h，流变参数测定温度为25℃。基金项目：国家科技重大专项“柳林地区煤层气储层伤害控制技术”(2011ZX05062．002)资助。第一作者简介：孟尚志，毕业于中国石油大学(北京)油气井工程专业，现在主要从事煤层气勘探开发工作。地址：北京市东城区外大街甲88号；邮政编码100011；电话18501373138。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.c

7、om38钴井液与完井液2014年5月[3]ThomasGentzis，NathanDeisman，RichardJ．EffectofZhengLihui，MengShangzhi，CaoYuan，eta1．Laboratoryfluidsoncoalpermeability：Impactonhorizontalwellborestudiesoncontrolcoalbedmethaneformationdamagebystability[J]．InternationalJournalofCoalGeology，2

8、009，Fuzzy—Ballbaseddrillingfluids[J]．JournalofChinaCoal78：177—191．Society，2010，35(3)：439．442．【4】梁大川，蒲晓琳，徐兴华．煤岩坍塌的特殊性及钻井液[8]郑力会，孔令琛，曹园，等．绒囊工作液防漏堵漏机理[J]．对策[J]．西南石油学院学报，2002，24(6)：28．31．科学通报