煤层气储层保护技术.doc

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1、煤层气储层保护技术武警考军校辅导煤层气储层保护技术储层的伤害的影响因素主要有以下几方血（1）钻井压力伤害煤储层的力学性质与常规储集岩不同，煤的弹性模量小，而泊松比较高。煤屮天然裂隙的发育人人降低了煤的强度，使之比其它岩冇更易受压缩、破碎。因此，在钻井过程屮，很小的压力变化都会引起渗透率的较大变化。客观上煤的孔隙度、渗透率随压力的增加而降低（如图2-9）,同时煤层裂隙和割理在高则压下闭合，并且是不可恢复的。实验表明，煤样经过多次加压一卸压周期性的过程，可以发现，加压会使渗透率降低，但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。钻井过程屮的压力变化，很

2、可能引起煤层发生这种变化。钻井压力变化对储层的伤害，通常由钻井液压力变化、钻柱压力变化和起下钻时压力激动造成的。在欠平衡或过平衡钻井屮，井内钻井液液柱压力变化引起井筒附近的纯应力变化，导致煤层簞性变形，造成渗透率降低。钻柱压力变化和起下钻时引起的压力激动，会引起井筒附近煤层的变形，从而使煤层裂隙发生变形，同时也会加剧钻井液的侵入对储层造成伤害，降低储层的渗透率。这些因索引起的储层伤害，完井后不可能完全恢复。（2）基质膨胀和I古I相物质充填造成的储层损害煤体具有吸收液体和气体而膨胀的性质，其膨胀程度取决于液体和气体的化学性质。由于煤屮裂隙的孔隙度很低（约1%〜2%

3、）,且只有它才与煤层的渗透率有关，并作为煤基质屮所含气体的流通通道，所以煤吸收液体后即使煤基质有轻微膨胀，也会引起裂隙孔隙度和渗透率的人幅度降低。硏究表明，煤吸收液体并随Z引起的基质膨胀和渗透率下降，这个过程几乎是不可逆的。因此，钻井过程屮钻井液屮任何化学物质对煤体的接触都是有害的。钻井过程屮钻井液的固相颗粒对煤层裂隙系统的充填堵塞是客观存在的。钻井液屮的固相颗粒可來自钻井液中的粘土颗粒，也可來自钻屑，钻井液小颗粒分散的越细，越容易沿裂隙流动，使侵入半径增人并“镶嵌”在孔隙之屮而无法清除，从而对储层造成永久性的伤害。（3）外来流体与储层岩石、储层流体不配伍所造成

4、的损害钻井过程屮属于这种损害类型的令：%1储层的水敏性损害。当进入储层的外來液体（如泥浆）的矿化度与储层屮的粘土矿物不呢伍时，将会引起粘土矿物水化膨胀、分散及絮凝沉淀，导致储层渗透率降低。%1储层的碱敏性损害。碱液进入储层，有利于粘土水化膨胀与分散，还可能与储层流体中的无机离子形成盐垢。%1无机垢、有机垢堵塞。无机垢堵塞主要是由于外來流体与储层流体不配伍生成无机垢所造成的，有机垢一般以煤屮的煤焦汕沉淀而成，这些垢堵塞储层的孔隙、裂隙并造成气产量下降。(4)聚合物类浆液侵入煤层造成的伤害聚合物类泥浆侵入煤层，会因高分子聚合物的吸附作川引起粘土絮凝堵塞和竣基水化作川

5、引起粘土膨胀堵塞，从而降低渗透率。少量的胶体颗粒还有可能进入煤层的慕质孔隙而影响气体的解吸、扩散和运移，从而导致储层的产气量下降。(5)水锁损害煤层的裂隙是地层屮流体流动的基本空间，总的來说这些天然裂隙内径很小，因此可将其看作无数人小不等，形状各异，彼此曲折的毛细管，当外來流体侵入裂隙通道后，会将通道屮原有的气推向储层深部，并在气水界血形成一•个凹向水相的弯液血。由于表血张力作用，任何弯液血•都存在一附加压力，即毛细管压力。如果储层的能暈不足以克服附加的毛细管压力，气就不能将水段塞驱开而流向井筒，从而形成水锁损害，导致气层渗透率下降。武警考军校辅导先在煤层气钻井

6、小储层伤害仍很严重，是值•得研究的课题。减少或防止煤层气储层伤害，可以通过以下主要技术途径。%1降低钻井液密度，减少循环流体所形成的液柱压力与煤层孔隙压力之间的差值，实现近平衡钻井，从而减少钻井液侵入煤层；%1选择与煤层流体相匹配的钻井液体系，严格控制钻井液失水，防止水化膨胀及水锁伤害的产生，防止发生各类敏感性反应而形成不溶性沉淀物；%1控制钻井液中的I古湘及高分子化合物的含如防止固相颗粒对煤层裂缝的堵塞；④优化钻井工艺，尽量加快煤层段钻进速度，缩短煤层段浸泡时间；⑤对完成井在压力作业前后进行育效的洗井解堵作业，以使煤层气运移通道得以充分连通通过对国内煤层气试验

7、区几年的钻探实践分析研究认为，无固相钻井液技术和泡沫钻井液技术是减小钻井对煤储层伤害的重要方法。1.无固相钻井液无固相钻井液适川于地层屮存在有异常压力层或井壁稳定性差的煤层屮。这种钻井液主要是由无机盐、聚合物和暂堵剂配成，是日前国内煤层气井广泛采用的钻井液类型。在使用该种钻井液时，为了达到有效保护煤储层的日的，现场施工屮应遵循如下儿点：%1在施工前，要进行煤岩损害评价，筛选对煤层吸附小的聚合物作提粘剂和降失水剂；②进行钻井液与煤及煤层水和溶实验，以减少煤层水与滤液和煤发生化学反应；%1提高滤液的抑制能力，减少煤的吸附；%1降低钻井液的失水，减少滤液对煤层的损害；

8、%1采取适当的保护煤层的