CN103773327A - 一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，属煤层气钻井开采技术领域，其特征在于其组成为：水、水基润滑剂、防水锁剂、可溶性盐；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；所述的水基润滑剂为水基聚合醇或水溶性聚乙二醇；所述的防水锁剂为有机硅表面活性剂或壬基酚聚氧乙烯醚；所述的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。本发明的无固相活性盐水钻井液，不仅能最大程度地保护煤层，而且能有效稳定井壁和保持井眼清洁，具有无固相、低表面张力、防膨性能强和密度可调的特点。

Description

一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液
技术领域：
本发明涉及一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，属煤层气钻井开采技术领域。
背景技术：
煤层气，俗称瓦斯，作为一种新型的非常规天然气在我国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。与其它国家的煤层气相比，我国的煤层气具有产量低的特点，从投资回报的角度出发，也就决定了我国的煤层气开采必须采用低成本战略；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，目前采用水平井开采的比例越来越大。
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。目前，采用清水作为钻井液虽然保护煤层的效果较好，但水平段的煤层垮塌现象非常严重；采用油气井常规的钻井液虽然可以满足煤层水平段井壁稳定的要求，但煤层气产量极低，甚至于无产量，煤层污染十分严重。因此，煤层气水平井钻井中的煤层保护和井壁稳定、井眼清洁等矛盾比较突出，钻井液技术已经成为煤层气水平井开发的技术瓶颈。
发明内容：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，不仅能最大程度地保护煤层，而且能有效稳定井壁和保持井眼清洁，具有无固相、低表面张力、防膨性能强和密度可调的特点。
本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。
本发明所提供的一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，其组成为：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；
所述的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；
所述的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；
所述的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。
本发明所提供的一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液的配制方法为：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。
本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：
1、克服了煤层气水平井清水钻井液井壁稳定能力弱的问题，同时进一步提高了钻井液煤层保护的效果。
2、与现有的清水钻井液相比，增加的成本有限，钻井液成本为钻井成本的2-5%，符合煤层气钻井实际。
3、避免了使用一些对煤层损害很大的钻井液处理剂。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
本发明所提供的盐水钻井液的配方为：水+1.0%水基润滑剂+0.5%防水锁剂，用工业氯化钠调节其密度至1.15g/cm3；
配制工艺：取适量的水，在搅拌条件下加入1.0%的水基润滑剂，充分溶解后加入工业氯化钠调节其密度至1.15g/cm3，最后加入0.5%的防水锁剂，充分溶解后放置2小时即制得。
性能测定：按照《GB/T16783.1-2006石油天然气工业钻井液现场测试第1部分水基钻井液》执行。
钻井液性能：表1为实施例1配制的无固相活性盐水钻井液的性能（表面张力为室温测定）。
表1：钻井液性能
Figure BDA0000442215180000031
Figure BDA0000442215180000041
实施例2
本发明所提供的盐水钻井液的配方为：水+2.0%水基润滑剂+0.5%防水锁剂，用工业氯化钾调节其密度至1.10g/cm3；
配制工艺：取适量的水，在搅拌条件下加入2.0%的水基润滑剂，充分溶解后加入工业氯化钾调节其密度至1.10g/cm3，最后加入0.5%的防水锁剂，充分溶解后放置2小时即制得。
性能测定：按照《GB/T16783.1-2006石油天然气工业钻井液现场测试第1部分水基钻井液》执行。
钻井液性能：表2为实施例2配制的无固相活性盐水钻井液的性能（表面张力为室温测定）。
表2：钻井液性能
Figure BDA0000442215180000042
实施例3：
本发明所提供的盐水钻井液的配方为：水+3.0%水基润滑剂+1.0%防水锁剂，用工业氯化钙调节其密度至1.35g/cm3；
配制工艺：取适量的水，在搅拌条件下加入3.0%的水基润滑剂，充分溶解后加入工业氯化钙调节其密度至1.35g/cm3，最后加入1.0%的防水锁剂，充分溶解后放置2小时即制得。
性能测定：按照《GB/T16783.1-2006石油天然气工业钻井液现场测试第1部分水基钻井液》执行。
钻井液性能：表3为实施例3配制的无固相活性盐水钻井液的性能（表面张力为室温测定）。
表3钻井液性能
Figure BDA0000442215180000051

Claims (4)

1.一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，其特征在于其组成为：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。
2.根据权利要求1所述的一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，其特征在于所述的水基润滑剂为水基聚合醇或水溶性聚乙二醇。
3.根据权利要求1所述的一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，其特征在于所述的防水锁剂为有机硅表面活性剂或壬基酚聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1所述的一种煤层气水平井用无固相活性盐水钻井液，其特征在于所述的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。
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