CN106010481A - 煤层气绒囊钻井液 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤层气绒囊钻井液，在1000重量份的清水中依次加入10—20重量份的囊绒剂和25—35重量份的囊质剂；加入完成后，搅拌25—35min；继续向清水中加入5—8重量份的囊胆剂；加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。其目的在于提供一种现场施工简单，储层伤害低，煤层井壁稳定效果好，防漏控漏能力强，可有效解决煤层气钻井作业过程中煤层坍塌严重、钻井液漏失量大等问题的煤层气绒囊钻井液。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气钻井领域，具体地说涉及一种煤层气绒囊钻井液。
背景技术
在煤层气井钻井作业过程中，目前多数都会遇到井壁坍塌严重、钻井液漏失量量大、储层伤害严重等问题。现有的煤层气井用钻井液，包括清水、聚合物钻井等体系。清水钻井液钻进过程中，井壁坍塌及漏失严重，钻进困难且清水大量漏失进入地层易伤害煤层气体流动通道。聚合物钻井液在稳定井壁上具有一定效果，但面对煤层孔缝发育良好导致的钻井液大量漏失，应对效果较差。
为了改善煤层气井钻井作业过程中封堵效果，研究人员从刚性材料入手，研究了材料大小与漏失通道大小的匹配问题，先后提出了1/3架桥规则、2/3架桥规则、孔喉网络模型、理想充填理论、D90充填规则、屏蔽暂堵分形理论，以及固相颗粒多组分滤失模型等，以期能计算出大小合适的封堵材料，全面封堵地层漏失通道。然而，由于地下储层孔隙大小、分布很不均匀，无法利用理论计算的材料大小封堵地层。同时，地下漏失通道的形状很不规则，用形状较规则的材料封堵形状不规则的漏失通道，效果肯定不尽人意。因此，上述研究理论有的仅在一定程度上解决了漏失问题，有的仅仅停留在理论层次上。
在封堵效果不理想的情况下，空气、雾、泡沫、可循环泡沫、微泡等气体型流体被用于煤层气井钻井作业。这些工作流体虽然能解决堵漏材料与漏失通道大小和形状的匹配问题，但这些流体除可循环泡沫、微泡外，对煤层稳定性要求较高，导致钻井作业中煤层井壁坍塌严重，且作业需要特殊设备，从而限制了应用范围。而可循环泡沫、微泡虽然在一定程度上解决了井漏问题，但应用的井深较浅，也无法全面满足煤层气井钻井需要。
本发明的煤层气绒囊钻井液，是在研究微泡工作液过程中发现的一种与微泡微观结构不同的新的封堵材料。这种含绒囊结构的封堵材料可按油气储集渗透空间变形或改变性能，最大限度地占据储层储集和渗透空间或形成黏膜层，封堵大小不同的渗流通道。含绒囊结构的钻井液，不仅具有不须附加设备即能实现无固相密度低、控制漏失等优点，还能提高煤层承压能力，实现稳定井壁并降低储层伤害。是解决煤层气井钻井作业主要难点的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种现场施工简单，储层伤害低，煤层井壁稳定效果好，防漏控漏能力强，可有效解决煤层气钻井作业过程中煤层坍塌严重、钻井液漏失量大等问题的煤层气绒囊钻井液。
本发明的煤层气绒囊钻井液，采用如下步骤制成：
A、在1000重量份的清水中依次加入10—20重量份的囊绒剂和25—35重量份的囊质剂，所述囊绒剂由4.95—5.05重量份的羧甲基纤维素钠、2—3重量份的偏铝酸钠、2—3重量份的双三乙醇胺二异丙基钛酸酯、0.95—1.05重量份的三乙醇胺混合制成；所述囊质剂由3—5重量份的支链淀粉、0.95—1.05重量份的氢氧化钠、4—7重量份的羧甲基纤维素钠混合制成；加入完成后，搅拌25—35min；
B、在步骤A的基础上继续向清水中加入5—8重量份的囊胆剂，所述囊胆剂由2—3重量份的十二烷基氧化胺、7—8重量份的十八醇或二十四醇、1—2重量份的环氧丙基三甲基氯化铵混合制成；加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。
优选地，所述步骤A中是在1000重量份的清水中依次加入12—18重量份的囊绒剂和27—33重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
所述步骤B中是在步骤A的基础上继续向清水中加入5.5—7.5重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min。
优选地，所述步骤A中是在1000重量份的清水中依次加入14—16重量份的囊绒剂和29—31重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
所述步骤B中是在步骤A的基础上继续向清水中加入6.0—7.0重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min。
优选地，所述步骤A中是在1000重量份的清水中依次加入15重量份的囊绒剂和30重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
所述步骤B中是在步骤A的基础上继续向清水中加入6.5重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min。
优选地，所述煤层气绒囊钻井液流变性能同时满足：表观粘度35mPa·s—50mPa·s，动塑比0.8Pa/(mPa·s)—1.0Pa/(mPa·s)。
本发明的煤层气绒囊钻井液，采用本发明独有的工艺和组分，其在1000重量份的清水中依次加入10—20重量份的囊绒剂和25—35重量份的囊质剂，所述囊绒剂由4.95—5.05重量份的羧甲基纤维素钠、2—3重量份的偏铝酸钠、2—3重量份的双三乙醇胺二异丙基钛酸酯、0.95—1.05重量份的三乙醇胺混合制成；所述囊质剂由3—5重量份的支链淀粉、0.95—1.05重量份的氢氧化钠、4—7重量份的羧甲基纤维素钠混合制成；加入完成后，搅拌25—35min；继续向清水中加入5—8重量份的囊胆剂，所述囊胆剂由2—3重量份的十二烷基氧化胺、7—8重量份的十八醇或二十四醇、1—2重量份的环氧丙基三甲基氯化铵混合制成；加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。实验表明，利用本发明的煤层气绒囊钻井液，可有效解决煤层气钻井作业过程中煤层坍塌严重、钻井液漏失量大等问题，并且其对煤层井壁稳定效果好，防漏控漏能力强，其效果非常突出、显著，此外，本发明的煤层气绒囊钻井液，现场施工简单，储层伤害低。因此，本发明的煤层气绒囊钻井液具有突出的实质性特点和显著的进步。
综上，本发明的煤层气绒囊钻井液，具有煤层井壁稳定效果好、防漏控漏能力强等特点。有效克服了煤层气钻井作业过程中煤层坍塌严重、钻井液漏失量大等问题。具有现场施工简单、储层伤害低等优点。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细说明本发明的具体操作过程，但本发明并不因此而受到任何限制。
实施例1
本发明的煤层气绒囊钻井液，采用如下步骤制成：
A、在1000重量份的清水中依次加入10—20重量份的囊绒剂和25—35重量份的囊质剂，所述囊绒剂由4.95—5.05重量份的羧甲基纤维素钠、2—3重量份的偏铝酸钠、2—3重量份的双三乙醇胺二异丙基钛酸酯、0.95—1.05重量份的三乙醇胺混合制成；所述囊质剂由3—5重量份的支链淀粉、0.95—1.05重量份的氢氧化钠、4—7重量份的羧甲基纤维素钠混合制成；加入完成后，搅拌25—35min；
B、在步骤A的基础上继续向清水中加入5—8重量份的囊胆剂，所述囊胆剂由2—3重量份的十二烷基氧化胺、7—8重量份的十八醇或二十四醇、1—2重量份的环氧丙基三甲基氯化铵混合制成；加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。
实施例2
本发明的煤层气绒囊钻井液，采用如下步骤制成：
A、在1000重量份的清水中依次加入12—18重量份的囊绒剂和27—33重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
B、在步骤A的基础上继续向清水中加入5.5—7.5重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。
实施例3
本发明的煤层气绒囊钻井液，采用如下步骤制成：
A、在1000重量份的清水中依次加入14—16重量份的囊绒剂和29—31重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
B、在步骤A的基础上继续向清水中加入6.0—7.0重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。
实施例3
本发明的煤层气绒囊钻井液，采用如下步骤制成：
A、在1000重量份的清水中依次加入15重量份的囊绒剂和30重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
B、在步骤A的基础上继续向清水中加入6.5重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。
上述各个实施例中煤层气绒囊钻井液流变性能同时满足：表观粘度35mPa·s—50mPa·s，动塑比0.8Pa/(mPa·s)—1.0Pa/(mPa·s)。
评价本发明的煤层气绒囊钻井液表观粘度和动塑比。
利用所测6速和切力数据，依据宾汉模型，计算出该流体表观粘度和动塑比如表1所示。
表观粘度μa＝0.5(θ600)；塑性粘度μp＝(θ600-θ300)；
动切力τ0＝0.511(θ300-μp)；动塑比为τ0/μp
表1所配制煤层气绒囊钻井液表观粘度和动塑比
| θ600 | θ300 | 表观粘度/mPa·s | 动塑比/(Pa/mPa·s) |
| 156 | 117 | 78 | 1.0 |
可见，本发明的煤层气绒囊钻井液具有良好的黏度，有效克服了煤层气钻井作业过程中煤层坍塌严重，有效控制钻井液漏失量。且配制简单，具有现场施工简单的优点。
评价本发明的煤层气绒囊钻井液井壁稳定性能。
所用煤岩柱塞尺寸为25mm×70mm。测量绒囊钻井液饱和前后煤岩柱塞单轴抗压强度，实验结果如表2所示。
表2室内煤岩柱塞单轴抗压强度数据
评价本发明的煤层气绒囊钻井液储层伤害性能
所用煤岩柱塞尺寸为38mm×70mm。参照国家标准SY/T 5336-1996，设置驱压为2MPa，围压为2.5MPa。分别用标准盐水测定岩心原始渗透率、该绒囊钻井液污染后渗透率。结果如表3所示。
表3室内煤岩柱塞渗透率数据
| 原始渗透率/mD | 封堵后渗透率/mD | 渗透率恢复率/％ |
| 0.126 | 0.113 | 89.7 |
Claims (5)
1.煤层气绒囊钻井液，其特征是采用如下步骤制成：
A、在1000重量份的清水中依次加入10—20重量份的囊绒剂和25—35重量份的囊质剂，所述囊绒剂由4.95—5.05重量份的羧甲基纤维素钠、2—3重量份的偏铝酸钠、2—3重量份的双三乙醇胺二异丙基钛酸酯、0.95—1.05重量份的三乙醇胺混合制成；所述囊质剂由3—5重量份的支链淀粉、0.95—1.05重量份的氢氧化钠、4—7重量份的羧甲基纤维素钠混合制成；加入完成后，搅拌25—35min；
B、在步骤A的基础上继续向清水中加入5—8重量份的囊胆剂，所述囊胆剂由2—3重量份的十二烷基氧化胺、7—8重量份的十八醇或二十四醇、1—2重量份的环氧丙基三甲基氯化铵混合制成；加入完成后，搅拌25—35min，得到煤层气绒囊钻井液。
2.根据权利要求1所述的煤层气绒囊钻井液，其特征是：所述步骤A中是在1000重量份的清水中依次加入12—18重量份的囊绒剂和27—33重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
所述步骤B中是在步骤A的基础上继续向清水中加入5.5—7.5重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min。
3.根据权利要求2所述的煤层气绒囊钻井液，其特征是：所述步骤A中是在1000重量份的清水中依次加入14—16重量份的囊绒剂和29—31重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
所述步骤B中是在步骤A的基础上继续向清水中加入6.0—7.0重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min。
4.根据权利要求3所述的煤层气绒囊钻井液，其特征是：所述步骤A中是在1000重量份的清水中依次加入15重量份的囊绒剂和30重量份的囊质剂，加入完成后，搅拌25—35min；
所述步骤B中是在步骤A的基础上继续向清水中加入6.5重量份的囊胆剂，加入完成后，搅拌25—35min。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述的煤层气绒囊钻井液，其特征是：所述煤层气绒囊钻井液流变性能同时满足：表观粘度35mPa·s—50mPa·s，动塑比0.8Pa/(mPa·s)—1.0Pa/(mPa·s)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |