[01728202]一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液

随着我国对能源的需要越来越大,煤层气作为非常规天然气（煤层气,页岩气,致密砂岩气和气体水合物）之一也越来越受到重视,目前我国煤层气的开采已经进入蓬勃发展阶段,煤层气的开采不仅能为国家提供一种新型的清洁能源,同时也为煤矿的安全开采提供了有力的保障。 与国外煤层气相比,我国的煤层气有其特殊之处,那就是煤层具有低孔低渗的特性,即单井产量低,这种低产特性也决定了我国煤层气开发的低成本战略。煤层气的开采不同于油田天然气的开采,这是因为煤层气的开采是靠吸 附于煤岩表面的甲烷解吸附后来实现的,自身的能量较弱,而我国的煤层气普遍低产,说明煤层渗流通道连通情况发育不良,这就决定了煤层易污染易受伤害的特性。煤层气钻井的实践已经表明,钻井液中的水溶性聚合物、水化粘土等处 理剂极易造成煤层污染。另一方面,水平井钻井对钻井液的性能要求又比较严格和苛刻,若钻井液的性能不佳,在钻井过程中会造成摩阻扭矩过大和井壁垮塌,造成埋钻具等恶性事故;井眼清洁和井壁稳定往往又离不开高性能的钻井液处理剂。煤层气开采的主要投资成本为钻井成本,其中包括钻井液成本,为了提高煤层气的产量,采用水平井进行煤层气开采的应用越来越广泛,目前大多采用清水作为水平井的钻井液。清水钻井液具有成本低、无固相等优点,也基本能够满足水平井钻井工程的作业要求。 但清水钻井液也存在以下几方面不足：1、清水的矿化度偏低,易引起煤层中粘土矿物的水化膨胀,从而堵塞煤层气的渗流通道;2、取自地表的清水与地下的煤层水不配伍,存在结垢现象;3、在正压差钻井情况下,侵入低渗煤层的清水返排能力弱,对煤层气后期的排水开采极为不利;4、清水絮凝能力弱,不能将钻头破碎的细小煤屑及时清除,从而造成细小煤屑侵入煤层引起固相堵塞。 为了提高煤层气开采的产量,必须对现有的清水钻井液进行改进,满足煤层气开采生产的实际需求。 一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液：其组分为水、水基润滑剂、防水锁剂、可溶性盐;各组分的重量百分比以100%的水的重量为基准,各添加剂占水重量的百分比为：水基润滑剂：1-3%;防水锁剂：0.5-1.0%;可溶性盐：用于调节钻井液的密度,以所需的钻井液密度确定;水基润滑剂为水基聚合醇或水溶性聚乙二醇,以提高钻井液的润滑性能,降低水平井钻井时的扭矩;防水锁剂为有机硅表面活性剂或壬基酚聚氧乙烯醚（OP-10）,以降低钻井液的表面张力,使侵入煤层的水易于排出;可溶性盐为工业氯化钠、工业氯化钾或工业氯化钙,用于调节钻井液的密度,以支撑井壁,同时抑制煤层中粘土矿物的水化膨胀。新型钻井液配制方法为：取适量的水,在搅拌条件下按比例加入水基润滑剂,充分溶解后加入可溶性盐调节其密度至所需值,最后按比例加入防水锁剂,充分溶解后放置2小时即制得。配制简单快捷,成本较低。 新型钻井液,克服了井壁稳定能力弱、与地下的煤层水不配伍、返排能力弱、清水絮凝能力弱的特点。同时与现有的清水钻井液相比,增加的成本有限;避免了使用一些对煤层损害很大的钻井液处理剂。 适合含黏土井田的煤层气开发。克服了井壁稳定能力弱、与地下的煤层水不配伍、返排能力弱、清水絮凝能力弱的特点。大范围推广尚需一定的时间。