我国煤层气开发钻井液技术应用现状与发展思路

《我国煤层气开发钻井液技术应用现状与发展思路》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年10月第31卷第5期·326·JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)Oct．2009Vo1．31No．5我国煤层气开发钻井液技术应用现状与发展思路赖晓晴，楼一珊(长江大学石油工程学院，湖北荆州434023)屈沅治，王奎才，孑JJ1金声(中国石油集团钻井工程技术研究院，北京100083)[摘要]煤储层钻井液技术需要关注的2个主要问题是安全钻井和储层保护。从我国煤储层的煤岩特性和孔渗结构特点出发，总结了我国煤层气开发钻井液技

2、术现状和存在的不足，提出了适合我国煤储层特点的钻井液技术发展思路。[关键词]煤层气；煤层钻井；钻井液；煤储层保护[中图分类号]TE254[文献标识码]A[文章编号]1000—9752(2009)05—0326—03钻井液是首先与储层接触的流体，其优劣是影响煤层气开发的重要因素。煤层气储层的岩石结构、孑L渗特征、赋存方式都不同与常规油气储层，符合煤层气储层特征的钻井液技术才最有利于煤层气开发。1煤层气储层特征1．1煤岩、孔渗及赋存特征工业开采的腐植型煤是由高等植物在沼泽环境下经过还原形成的。它是一种非常复杂的有机物与无机物的混合体，

3、有机部分主要含有多环芳香烃，它们由亚甲基键、醚键和环烷键相互联接[1]，所以煤岩是一种混杂无机矿物的有机岩石。它既是烃源岩，又是储集岩，其特征为：煤基质被天然裂隙网分成许多方块(基质块体)。煤基质是一种多孑L介质，其分子结构存在着晶体缺陷，使煤基质具有较大的内表面和容纳空间，一克煤的内表面积可达到100～400m。孔隙是煤层气主要的储存空间，裂隙是煤层气主要的渗流通道。煤层气的赋存方式和渗流特点决定着煤层气开采的关键是提高煤层气的解吸效率和渗透率，它们严重影响着煤层气的产量，在钻井过程中如何保护煤储层孔隙和裂隙倍受关注。1．2我国

4、煤层气储层的特点煤层气储层孔渗特征控制着煤层气采收率。与国外相比，我国煤层气储层具有以下孑L渗特征：1)煤层气储层“四低”的特点我国煤层气储层具有低含气饱和度、低孔隙度、低渗透率和低储层压力的“四低”特点。大多煤层气储层的含气饱和度<7O、煤基质的孔隙度<1O，煤层的渗透率一般为(0．O01～0．1)×10,um、地层压力系数<0．8。国内最大的抚顺煤田煤层渗透率也仅为(O．54～3．8)×10～肚in。，孑L隙压力为常压，且煤层富含水[7]。2)富含高煤阶气我国目前开发的高煤阶煤层气较多。自沁水盆地在无烟煤中取得了单井和小型开发

5、试验区的产气突破，高煤阶已成为我国煤层气开发的重要目标之一[8]。且高煤阶煤层气资源约占全国资源总量的三分之一]。高阶煤所意味着煤储层具有低渗和难解吸的特点。目前煤层气重点开发的沁水盆地3#煤，其孔隙度为2．4～4．1，平均为3．25％，渗透率为(0．3～1．61)×10～m。(一般小于1×10一／．Lm。)。开发这种储渗特点的煤层气，必须根据它的特点，优选钻井液，才能达到煤层气有效开发的目的。[收稿日期]2009—08—2O[基金项目]国家重大煤层气专项课题(2008ZX05036—001；2008ZX05036—002)[作者

6、简介]赖晓晴(1965一)，女，1999年江汉石油学院毕业，博士生，现主要从事储层保护钻井液技术研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第5期赖晓晴等：我国煤层气开发钻井液技术应用现状与发展思路·327·2煤层气储层钻井液技术现状2．1煤层气直井钻井液技术现状自上世纪90年代初我国开始煤层气开发以来，一直重视钻井过程中的煤层气储层保护。但是由于起始阶段煤储层保护的主导思想是以常规油气钻井液为基础，根据煤层一些表象特性进行相关的改进。如煤层属裂缝性地层和煤本身具有亲油性，在钻井液中通常添加磺化沥青，以希望通过磺化沥青在

7、煤层表面形成泥饼，而起到防塌、防漏作用。实际应用中，磺化沥青不能在煤层表面形成致密封堵层。储层的保护未能收到应有的效果。“四低”(低固相、低粘度、低密度、低失水量)钻井液也被用于煤层气开发。它的基础配方由造浆性强的粘土(如人工钠土NV一1)和多功能处理剂(如调节钻井液的流变性能的生物聚合物xC)构成。代表性的钻井液：在基础配方中加入低粘增效粉形成低固相钻井液体系。在基础配方上通过储层岩石表面形成桥式胶体结构，阻止外来颗粒和滤液侵入的MMH正电胶体系钻井液技术L1“]。由于PHPA(水解聚丙烯酰胺)起到絮凝钻井液中钻屑、劣质粘土，改

8、善钻井液流动性，减小摩阻，提高钻速的作用；钠羧甲基纤维素(CMC)或聚丙烯腈铵盐(NPAN)降失水剂可降低钻井液滤失量，抑制泥岩水化膨胀和保持井壁稳定，提高钻井液悬浮和携带岩屑能力；润滑剂R59可提高钻井液的润滑携砂能力，减少钻具回转阻力；超细碳酸