CN103242810A - 保护煤层防塌的钻井液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护煤层防塌的钻井液，由以下重量百分比的组分制备而成：粘土稳定剂1～2%，增粘剂0.2～0.5%，降滤失剂0～0.8%，降解解吸剂0.01～0.5%，pH值调节剂0.3～1.2%，余量为水。该钻井液可以通过调整配方来调节钻井液的密度、粘度和降解时间，该体系无固相、无粘土，对煤层的损害小；其在钻井过程中表现出良好的携岩能力，能促进井壁稳定，减少了井下复杂事故的发生，满足了煤层气高效开采的需要，适用于水平井、多分支水平井和U型井煤层钻井的完井作业。

Description

保护煤层防塌的钻井液

技术领域

本发明涉及煤层气勘探领域，特别是涉及一种保护煤层且具防塌功效的钻井液。

背景技术

为更好地保护煤层气资源，目前国内普遍采用清水充气欠平衡方式钻多分支水平井，但因工艺及地质因素影响，井塌、埋钻具等事故时有发生，经济损失巨大。传统泥浆技术虽较好地解决了井壁失稳问题，但其损害煤层严重，煤层保护与井壁稳定已经成为煤层水平井、多分支水平井和U型井安全钻井技术的主要矛盾。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可较好地保护煤层气资源、促进煤层井壁稳定的钻井液。

为此，本发明的技术方案如下：

一种保护煤层防塌的钻井液，由以下重量百分比的组分制备而成：

其中所述的粘土稳定剂为氯化钾，其作用是抑制粘土膨胀、分散和运移，保护煤层气的渗流通道。

所述的增粘剂为羟乙基纤维素，其作用是提高钻井液的粘度、切力，提高钻井液携带岩屑的能力，促进煤层井壁稳定，降低井下事故发生率。

所述降滤失剂的重量百分比组成如下：

             羧甲基纤维素钠    80-90%，

             聚阴离子纤维素    10-20%。

其中的聚阴离子纤维素钻井液专用聚阴离子纤维素PAC-LV。

加入降滤失剂的目的是减少钻井液滤液侵入煤层的深度和数量，减小煤层损害程度，同时最大程度地避免煤层钻井底出和顶出时因泥页岩膨胀或缩颈引起的井下复杂事故，如卡钻。

所述降解解吸剂为过硫酸铵与次氯酸钠溶液的混合物，二者的重量百分比组成分别为60～90%、10～40%，所述次氯酸钠溶液的浓度为33%。

降解解吸剂的作用是降低钻井液粘度，以便侵入的钻井液能够顺利地从煤层孔隙及割理中返排出来，保护煤层渗流通道。另外，该降解解吸剂可改善割理状态，促进煤层气解吸。

所述pH值调节剂为碳酸钠或氢氧化钠。通过调节钻井液pH值，使钻井液为碱性，避免煤层损害和钻具腐蚀。

本发明的钻井液，可以通过调整配方来调节钻井液的密度、粘度和降解时间，该体系无固相、无粘土，对煤层的损害小；其在钻井过程中表现出良好的携岩能力，能促进井壁稳定，减少了井下复杂事故的发生，满足了煤层气高效开采的需要，适用于水平井、多分支水平井和U型井煤层钻井的完井作业。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的钻井液进行详细说明。在以下实施例中，所用的次氯酸钠溶液的质量百分比浓度为33%，所用的聚阴离子纤维素为产自濮阳市绿洲精细化工有限司的PAC-LV。

实施例1

一种保护煤层防塌的钻井液，由以下重量百分比的组分制成：

所用降解解吸剂为过硫酸铵与次氯酸钠溶液的混合物，二者的重量百分比组成分别为60%和40%。

按上述配比称取各组分，充分混合后制得密度为1.03g/cm³的钻井液，该钻井液的性能指标见下表：

实施例2

一种保护煤层防塌的钻井液，由以下重量百分比的组分制成：

其中降滤失剂的重量百分比组成如下：

      羧甲基纤维素钠     90%

      聚阴离子纤维素     10%。

降解解吸剂为过硫酸铵与次氯酸钠溶液的混合物，二者的重量百分比组成分别为90%和10%。

按上述配比称取各组分，充分混合后制得密度为1.03g/cm³的钻井液。该钻井液的性能指标见下表：

实施例3

一种保护煤层防塌的钻井液，由以下重量百分比的组分制成：

其中降滤失剂的重量百分比组成如下：

      羧甲基纤维素钠   85%

      聚阴离子纤维素   15%

降解解吸剂为过硫酸铵与次氯酸钠溶液的混合溶液，二者的重量百分比组成分别为70%和30%。

将上述原料混合后制得密度为1.02g/cm³的钻井液，该钻井液的性能指标见下表：

以上实施例中，密度、表观粘度、塑性粘度、初切、终切和动切力是钻井液的常规性能指标。通过调节该钻井液的配方，可以得到不同密度的钻井液，能有效减少漏失和维持井壁稳定；从表中的性能指标可以看出，该钻井液流变性良好，能够有效携岩。另外，本发明的钻井液还具有凝胶性质，能在井壁形成胶体滤饼，有效保护井壁，能阻止钻井完井液进一步侵入煤层。

表中的降解率、解吸率和渗透率恢复率三个参数是钻井液保护煤层效果的性能指标。由上述测试数据可知，这三个参数的数值均超过了85%，说明其保护煤层效果明显。

降解率高，说明钻井液粘度可降低的幅度大，有利于侵入煤层的钻井液返排，提高煤层渗透率恢复率。渗透率恢复率高则表明煤层气渗流通道受到损害小，有利于煤层气的产出。解吸率高，说明煤层受钻井液污染后，其解吸能力受到的损害小。

Claims (6)

1.一种保护煤层防塌的钻井液，其特征在于由以下重量百分比的组分制备而成：

2.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于：所述粘土稳定剂为氯化钾。

3.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于：所述增粘剂为羟乙基纤维素。

4.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于：所述降滤失剂的重量百分比组成如下：

          羧甲基纤维素钠   80-90%，

          聚阴离子纤维素   10-20%。

5.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于：所述降解解吸剂为过硫酸铵与次氯酸钠溶液的混合物，二者的重量百分比组成分别为60～90%、10～40%，所述次氯酸钠溶液的浓度为33%。

6.根据权利要求1所述的钻井液，其特征在于：所述pH值调节剂为碳酸钠或氢氧化钠。