煤层气钻井液.doc

1.晋平2-0-4井钻井液
在钻370～1020.32m和607～1000.98m两个主井眼时采用清水钻进，在施工过程中不断发生井塌卡钻的复杂情况，最后为解决井塌卡钻问题，采用HEC＋石灰石粉配制胶液钻进，HEC主要起提高钻井液粘度的作用，石灰石粉起保护储层作用，使钻井液密度控制在1.01～1.03g/cm3，粘度40～45s，保障钻井顺利施工，但气测值有所下降，在井眼钻完后采用柠檬酸洗井，以消除CaCO3对煤层孔隙的暂堵。
本井共计漏失钻井液：63.86m3，破坏了煤层，给下一步施工带了很大难度和隐患。
表3-12HEC使用情况表
日期用量，t钻井液粘度，s钻井液密度，g/cm35月4日～5月30日440～45（钻进）
60～200（稠塞）1.01～1.03
表3-13洗井柠檬酸使用情况表
日期时间井深
m注酸量
m3柠檬酸
kg配酸液
m35月18日6:10～6:181360823002311:35～11:381000312:22～12:25846318:30～18:331234320:36～20:41101055月28日5:00～5:03121031100116:25～6:28100037:41～7:438003
2.羽状分支井钻井过程中的井壁稳定技术及钻井液性能分析
煤层气藏定向羽状水平井钻井液技术主要集中在两个方面：有效保护煤储层；有效防止煤层坍塌，保障钻井施工的正常进行。从上述两方面对晋平2井组所采用的钻井液技术进行分析。
1）钻井液对煤储层伤害分析
国内外油藏工程专家对油层损害机理进行研究后认为，地层损害通常是由于固体微粒的运移和堵塞，或者是由于化学反应和热动力因素，以及两者同时发生作用。由于煤层许多化学成分与油气层相似。决定了其损害机理与油层及天然气层有相同之处。但煤层在结构构造上与油气层又有显著不同，所以在损害机理上又有其特殊性。
煤层具有高吸附性、低渗透性，且易受压缩、破碎。这些特性决定了煤层受钻井过程的影响比常规储层大的多，也就是说，在煤层气钻井过程中，煤层受到的伤害远大于常规储层，而煤层气的煤层伤害直接影响到煤层气的解吸、扩散、运移及后期排采。因此储层伤害是煤层气钻井过程中应极力避免的一个问题。
钻井液对储层的伤害主要有两个因素：一是煤体对钻井液的吸附或吸收，二是钻井液中固相颗粒对煤中裂隙通道的充填堵塞。
①煤层高吸附性对煤层的伤害
煤是由高度交连的大分子网和其它互不交连的大分子链组成。因此与砂岩不同，煤具有很强的吸附或吸收各种液体和气体的能力。煤吸收液体和气体的结果之一是煤体膨胀，其膨胀程度取决于液体和气体的化学性质。由于煤中割理的孔隙度很低，且只有它才与煤层的渗透率有关，并作为煤基质中所含气体的流通孔道。所以，煤吸收液体后，即使煤基质有轻微膨胀，也会引起割理孔隙度和渗透率的大幅度降低。煤吸收液体并随之引起的基质膨胀和渗透率下降，这个过程几乎是不可逆的，也就是说，用减压的办法来把煤体吸收的液体化学物质除掉基本上是不可能的。
因此钻井过程中钻井液中任何化学物质对煤体的接触都是有害的，在保证钻进的情况下，应尽量减少钻井液处理剂的使用量。
②钻井液固相颗粒对煤层孔隙和裂隙的堵塞
钻井液中固相颗粒对煤层裂隙系统的充填堵塞是存在的。钻井液中的固相颗粒可来自钻井液本身(如钻井液中的粘土颗粒)，也可来自钻井过程中产生的钻屑(如岩屑、煤粒等)。钻井液中颗粒分散的越细，颗粒侵入对煤层渗透率的伤害越严重，因为颗粒越细越容易沿裂隙流动，使侵入半径增大。少量的胶体颗粒还有可能进入煤层的基质孔隙而影响气体的解吸、扩散和运移。
钻井液中的固相颗粒按粒径可划分为粗颗粒、中粗颗粒、细颗粒、超细颗粒、微颗粒及胶体颗粒。煤的基质孔隙按直径可分为大孔、中孔和微孔。
微孔隙占煤层总孔隙容积的60％以上。从下表可以看出，钻井液固相颗粒与煤层裂隙和孔隙在量值上非常接近，极易进入煤层裂隙和孔隙中造成产气通道被堵塞。钻遇煤层时，钻井液中岩屑等粗颗粒充填和堵塞裂隙，而大量胶体颗粒则进入煤层基质微孔隙，致使产能降低。因此，钻井过程中尽量采用无固相或低固相钻井液体系钻进。
表3-51钻井液固相粒径与煤层孔隙直径对照表
钻井液颗粒直径
μm煤层裂隙、孔隙直径
μm粗粒＞2000裂隙＞250中细粒2000～250细粒250～74大孔250～50超细粒74～44中孔50～2微粒44～2胶体颗粒＜2微孔＜2
③钻进压力对储层的伤害

图3-18围压与煤层渗透率的关系曲线

实验表明，煤的渗透率随压力的增加而降低。图3-18显示，当围压达到6MPa时，渗透率降低55%～83%。卸压后渗透率只能得到8%～32%的恢复。由此可知，煤样岩经多次加压—卸压过程后，加压会使渗透率降低，而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(即所谓