煤层气钻井液

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1、1.晋平2-0-4井钻井液在钻370～1020.32m和607～1000.98m两个主井眼时采用清水钻进，在施工过程中不断发生井塌卡钻的复杂情况，最后为解决井塌卡钻问题，采用HEC＋石灰石粉配制胶液钻进，HEC主要起提高钻井液粘度的作用，石灰石粉起保护储层作用，使钻井液密度控制在1.01～1.03g/cm3，粘度40～45s，保障钻井顺利施工，但气测值有所下降，在井眼钻完后采用柠檬酸洗井，以消除CaCO3对煤层孔隙的暂堵。本井共计漏失钻井液：63.86m3，破坏了煤层，给下一步施工带了很大难度和隐患。表3-12HEC使用情

2、况表日期用量，t钻井液粘度，s钻井液密度，g/cm35月4日～5月30日440～45（钻进）60～200（稠塞）1.01～1.03表3-13洗井柠檬酸使用情况表日期时间井深m注酸量m3柠檬酸kg配酸液m35月18日6:10～6:181360823002311:35～11:381000312:22～12:25846318:30～18:331234320:36～20:41101055月28日5:00～5:03121031100116:25～6:28100037:41～7:4380032.羽状分支井钻井过程中的井壁稳定技术及钻井

3、液性能分析煤层气藏定向羽状水平井钻井液技术主要集中在两个方面：有效保护煤储层；有效防止煤层坍塌，保障钻井施工的正常进行。从上述两方面对晋平2井组所采用的钻井液技术进行分析。1）钻井液对煤储层伤害分析国内外油藏工程专家对油层损害机理进行研究后认为，地层损害通常是由于固体微粒的运移和堵塞，或者是由于化学反应和热动力因素，以及两者同时发生作用。由于煤层许多化学成分与油气层相似。决定了其损害机理与油层及天然气层有相同之处。但煤层在结构构造上与油气层又有显著不同，所以在损害机理上又有其特殊性。煤层具有高吸附性、低渗透性，且易受压缩、

4、破碎。这些特性决定了煤层受钻井过程的影响比常规储层大的多，也就是说，在煤层气钻井过程中，煤层受到的伤害远大于常规储层，而煤层气的煤层伤害直接影响到煤层气的解吸、扩散、运移及后期排采。因此储层伤害是煤层气钻井过程中应极力避免的一个问题。钻井液对储层的伤害主要有两个因素：一是煤体对钻井液的吸附或吸收，二是钻井液中固相颗粒对煤中裂隙通道的充填堵塞。①煤层高吸附性对煤层的伤害煤是由高度交连的大分子网和其它互不交连的大分子链组成。因此与砂岩不同，煤具有很强的吸附或吸收各种液体和气体的能力。煤吸收液体和气体的结果之一是煤体膨胀，其膨胀

5、程度取决于液体和气体的化学性质。由于煤中割理的孔隙度很低，且只有它才与煤层的渗透率有关，并作为煤基质中所含气体的流通孔道。所以，煤吸收液体后，即使煤基质有轻微膨胀，也会引起割理孔隙度和渗透率的大幅度降低。煤吸收液体并随之引起的基质膨胀和渗透率下降，这个过程几乎是不可逆的，也就是说，用减压的办法来把煤体吸收的液体化学物质除掉基本上是不可能的。因此钻井过程中钻井液中任何化学物质对煤体的接触都是有害的，在保证钻进的情况下，应尽量减少钻井液处理剂的使用量。②钻井液固相颗粒对煤层孔隙和裂隙的堵塞钻井液中固相颗粒对煤层裂隙系统的充填堵

6、塞是存在的。钻井液中的固相颗粒可来自钻井液本身(如钻井液中的粘土颗粒)，也可来自钻井过程中产生的钻屑(如岩屑、煤粒等)。钻井液中颗粒分散的越细，颗粒侵入对煤层渗透率的伤害越严重，因为颗粒越细越容易沿裂隙流动，使侵入半径增大。少量的胶体颗粒还有可能进入煤层的基质孔隙而影响气体的解吸、扩散和运移。钻井液中的固相颗粒按粒径可划分为粗颗粒、中粗颗粒、细颗粒、超细颗粒、微颗粒及胶体颗粒。煤的基质孔隙按直径可分为大孔、中孔和微孔。微孔隙占煤层总孔隙容积的60％以上。从下表可以看出，钻井液固相颗粒与煤层裂隙和孔隙在量值上非常接近，极易进

7、入煤层裂隙和孔隙中造成产气通道被堵塞。钻遇煤层时，钻井液中岩屑等粗颗粒充填和堵塞裂隙，而大量胶体颗粒则进入煤层基质微孔隙，致使产能降低。因此，钻井过程中尽量采用无固相或低固相钻井液体系钻进。表3-51钻井液固相粒径与煤层孔隙直径对照表钻井液颗粒直径μm煤层裂隙、孔隙直径μm粗粒＞2000裂隙＞250中细粒2000～250细粒250～74大孔250～50超细粒74～44中孔50～2微粒44～2胶体颗粒＜2微孔＜2③钻进压力对储层的伤害图3-18围压与煤层渗透率的关系曲线实验表明，煤的渗透率随压力的增加而降低。图3-18显示，

8、当围压达到6MPa时，渗透率降低55%～83%。卸压后渗透率只能得到8%～32%的恢复。由此可知，煤样岩经多次加压—卸压过程后，加压会使渗透率降低，而卸压时渗透率只能得到一定程度的恢复，从而造成渗透率的损失(即所谓渗透性滞后现象)。钻井过程中的压力变化，很可能引起煤层发生这种变化。钻井压力变化对储层的伤