適用于煤層氣井的成膜鉆井液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液及其制備方法，成膜鉆井液包括如下質(zhì)量百分比的組分：提粘劑0.1～0.3%；成膜劑2.0～5.0%；包被絮凝劑0.1～0.3%；封堵劑0.2～5.0%；堵漏劑1.0～10.0%；堿度調(diào)節(jié)劑0.05～0.2%；余量為水。采用本發(fā)明能迅速在煤巖孔喉處形成一個低滲透的封堵層，起到阻止流體或是固相進入煤層，有效的阻止、減緩流體漏失，防止煤巖割理和裂縫中易水化物質(zhì)膨脹、分散和污染儲層。
【專利說明】適用于煤層氣井的成膜鉆井液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液及其制備方法，可適用于煤層氣井和具有大空隙和滲透率高的易漏地層段，也適用于儲層段滲透率較高的砂巖地層作業(yè)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國煤層氣資源十分豐富，但是目前我國的煤層氣勘探開發(fā)還處于起步階段。隨著煤層氣開發(fā)的不斷深入，鉆井時煤層井壁穩(wěn)定性和煤層段儲層保護問題日益突出，嚴重制約煤層氣規(guī)?；_發(fā)和投產(chǎn)。在煤巖段鉆進時若發(fā)生井下復(fù)雜事故，不僅會延誤工程進度也會造成重大的經(jīng)濟損失。
[0003]由于煤層具有特殊的巖石性質(zhì)，使得煤層氣開發(fā)與其他常規(guī)油氣田相比也有很大的區(qū)別。
[0004](I)化學(xué)方 面:不同類型的水基鉆井液濾液進入煤層，均使煤巖的抗壓強度和抗拉強度降低。濾液在壓差的作用下進入煤層的微裂縫，產(chǎn)生的壓力會撐開裂縫，破壞煤巖。當(dāng)鉆井液中的濾液進入煤巖后，煤層微裂縫中的粘土礦物會吸水產(chǎn)生水化膨脹，同時由于煤巖的中間往往夾雜著炭質(zhì)泥巖或泥質(zhì)含量很高的劣質(zhì)煤屑，這些成分對水有很強的敏感性。這些成分吸水性強，存在膨脹或溶脹現(xiàn)象，水的作用會改變原有的應(yīng)力平衡，從而失去原有的穩(wěn)定性，水化膨脹導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，引起煤層剝落坍塌。
[0005](2)力學(xué)方面:從力學(xué)角度來說，井壁不穩(wěn)定可分為井壁坍塌和地層破裂兩種情況。煤層微裂縫發(fā)育，煤巖楊氏模量與砂巖、頁巖相比較小(砂巖在20000~30000,煤巖只有5000)，且泊松比大；在外力的作用下會改變原有的應(yīng)力平衡，從而失去原有的穩(wěn)定性，造成井壁失穩(wěn)和跨塌。
[0006]在鉆井施工中，鉆井液濾液和各種固相顆粒在液柱壓力的作用下，進入煤層裂隙或孔隙，堵塞煤層氣體通道，嚴重者引起井壁失穩(wěn)，造成產(chǎn)能降低，直接影響后期開發(fā)。因此，目前提高地層抗壓能力(保護儲層穩(wěn)定)的鉆井液處理劑產(chǎn)品存在以下局限性:
(I)多數(shù)鉆井液材料對產(chǎn)層有潛在傷害；(2)封堵強度不高，鉆井中可能因壓差過高而被壓漏；(3)對疏松地層起不到加固作用；(4)雖然也有部分產(chǎn)品能形成膜封堵結(jié)構(gòu)，但是膜結(jié)構(gòu)單一，對于提高地層抗壓能力的效果不是很明顯；(5)常規(guī)材料親水的特性在近井壁地帶形成泥餅，阻擋流體進入，但煤層親油性強，常規(guī)材料無法形成泥餅或者形成的泥餅質(zhì)量差。
[0007]另外，中國專利號“200610165821.6”公開了一種高性能成膜水基鉆井液體系的制備方法，
【公開日】為2008年06月18日。其使用鹽水配制的高性能成膜水基鉆井液體系的典型配方為:10%-飽和NACL水溶液+1-3%降失水劑+0.3-0.5%聚合物增粘劑+0.5_1%包被劑+2.5-5%胺基頁巖抑制劑+3-4%潤滑劑+7-8%成膜劑。但該專利還存在如下問題:成膜鉆井液中成膜劑的主要成分為娃酸鹽，娃酸鹽為強堿性(一般pH在10以上),煤層氣儲層段煤巖具有強的堿敏性，PH過高會造成煤巖滲透率降低對儲層造成損壞；硅酸鹽主要的作用機理是其硅醇基團通過和地層水或者裂隙中粘土礦物中的鈣鎂離子作用生成硅醇鈣等沉淀，由于煤巖是低滲透儲層，煤巖本身既是儲層又是儲集層，硅酸鹽生成的沉淀會封堵儲集層，造成儲層永久傷害。另外，現(xiàn)有成膜鉆井液主要針對的是泥頁巖地層，對于煤巖地層的封堵成膜性不強，主要是由于煤巖親油性大于親水性，現(xiàn)有成膜鉆井液在煤巖表面形成的泥餅質(zhì)量不好或者不強。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鉆井液存在的上述問題，提供一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液及其制備方法，采用本發(fā)明的成膜鉆井液能迅速在煤巖表面和孔喉處形成一個低滲透的封堵層，起到阻止流體或是固相進入煤層，有效的阻止、減緩流體漏失，防止煤巖割理和裂縫中易水化物質(zhì)膨脹、分散和污染儲層。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分比的組分:
提粘劑0.1~0.3% ；
成膜劑2.0~5.0% ；
包被絮凝劑0.1~0.3% ；
封堵劑0.2~5.0% ；
堵漏劑1.0~10.0% ；
堿度調(diào)節(jié)劑0.05~0.2% ；
余量為水。
[0010]本發(fā)明還包括預(yù)水化坂土漿，預(yù)水化坂土漿的質(zhì)量百分比含量為4~10%。
[0011] 所述的提粘劑為羥乙基纖維素HEC和羧甲基纖維素CMC按照2:1的質(zhì)量比例配制--? 。
[0012]所述的提粘劑為羧甲基纖維素CMC或聚陰離子纖維素PAC-H。
[0013]所述的成膜劑為聚乙烯醇(PVA)與甲酸鈉、甲酸鉀、有機硅酸鉀或KCL中的至少一種按任意比例配制而成。
[0014]所述的包被絮凝劑為聚丙烯酸鉀(K-PAM)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)按照1:1 一2的質(zhì)量比例配制而成。
[0015]所述封堵劑為325目的碳酸鈣、1250目的超細碳酸鈣或磺化浙青中的一種或多種按照的任意比例配制而成。
[0016]所述的堵漏劑為單項壓力封堵劑DF-A和100目的粗云母或200目的細云母根據(jù)漏失情況按照任意比例配制而成。
[0017]所述的堿度調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。
[0018]一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
a、按質(zhì)量百分比配比:提粘劑0.1~0.3% ;成膜劑2.0~5.0% ;包被絮凝劑0.1~
0.3% ;封堵劑0.2~5.0% ;堵漏劑1.0~10.0% ;堿度調(diào)節(jié)劑0.05~0.2% ;余量為水；
b、將上述配比的提粘劑、封堵劑、成膜劑和包被絮凝劑加入清水中，充分攪拌混合均
勻；
C、再加入上述配比的堵漏劑，攪拌使其充分分散均勻；
d、再用上述配比的堿度調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)節(jié)到不高于10，用于儲層段時pH不高于9。[0019]本發(fā)明還包括加入預(yù)水化坂土漿的步驟，加入的堵漏劑分散均勻后，再加入質(zhì)量百分比含量為4~10%預(yù)水化坂土漿，并混合均勻，再調(diào)節(jié)pH值調(diào)。
[0020]采用本發(fā)明的優(yōu)點在于:
一、本發(fā)明是由能形成膠束的羥乙基纖維素HEC、羧甲基纖維素CMC、聚乙烯醇PVA和帶有正電荷的陽離子聚丙烯酰胺等各種聚合物組成的混合物，優(yōu)選提高地層承壓能力的不同粒徑的碳酸鈣，加入到水基鉆井液中時，其中的不同粒徑的碳酸鈣能迅速封堵較大的裂縫；聚合物聚集形成“膠束”，在過平衡壓力下，迅速在煤巖表面和孔喉處形成一個低滲透的封堵層，起到阻止流體或是固相進入煤層，有效的阻止、減緩流體漏失，防止煤巖割理和裂縫中易水化物質(zhì)膨脹、分散和污染儲層。
[0021]二、本發(fā)明中的陽離子表面活性聚合物能吸附在煤巖表面，降低煤巖表面的電性和表面能，便于封堵材料能在煤巖表面形成封堵層；其中聚乙烯醇PVA是一種表面活性劑，分子結(jié)構(gòu)具有兩親性，其親水端與粘土礦物形成物理吸附后，憎水端則朝向鉆井液，這樣就能阻止鉆井液濾液繼續(xù)侵入泥頁巖，其分子結(jié)構(gòu)中的親油基團能夠在煤巖表面吸附，促進鉆井液中的碳酸鈣在煤巖表面迅速形成泥餅，減少鉆井液的侵入，從而達到防止井壁失穩(wěn)的作用；鉆井液中添加劑的陽離子聚丙烯酰胺能在煤巖表面迅速吸附，并與封堵材料顆粒協(xié)同作用，促進封堵劑在煤巖表面形成封堵層減少濾液的侵入；由于形成的膜自身具有良好的柔韌性，還可以有效平衡漏失地層壓力，減少了鉆具起下、開泵過程中，因激動壓力或抽吸作用造成的二次漏失，保證施工順利進行。
[0022]三、本發(fā)明能 利用其自身的基團快速在煤巖表面吸附，并最終形成具有一定強度的吸附膜，具有以下特點:(I)鉆井液中的膠束具有和地層匹配的粒徑分布，可以有效封堵地層的微裂縫縫；(2)迅速形成低滲透的封堵層，阻止鉆井液的進一步侵入儲層；(3)具有可以在煤巖上吸附的親油基團，可以和親油的煤巖和親水的粘土礦物共同起作用；(4)封堵層只是存在于井壁巖石表面，沒有深入到儲層深部(經(jīng)過鉆井液傷害過的巖心，將傷害封堵層端面切除5mm后，滲透率達到85%以上)，所形成的封堵層能在酸性條件下分解，通過后期的射孔和酸化壓裂等技術(shù)就可以完全解除；(5)封堵膜具有強的承壓能力(實驗證明該鉆井液形成的膜抗壓能力可達到0.7MPa以上)，可以使地層破裂壓力梯度增加，提高井壁的穩(wěn)定性。滿足煤層氣井煤層段鉆井施工過程中對井壁穩(wěn)定性要求，同時又具有優(yōu)異的儲層保護特性，具有很大的使用價值和潛在的經(jīng)濟效益。
[0023]四、本發(fā)明由如下質(zhì)量百分比的組分:提粘劑0.1~0.3% ;成膜劑2.0~5.0% ；包被絮凝劑0.1~0.3% ;封堵劑0.2~5.0% ;堵漏劑1.0~10.0% ;堿度調(diào)節(jié)劑0.05~
0.2% ;余量為水；采用此配比，以“物理、化學(xué)作用相結(jié)合”的方式，在固液界面能夠形成復(fù)合封閉膜層，滿足多套壓力層系、不同巖性地層的應(yīng)用，并實現(xiàn)保護儲層的要求；并且各組分的含量相互關(guān)聯(lián)，其中任何一個組分的用量改變，均會導(dǎo)致其它組分的用量變化，并且會影響物理、化學(xué)作用的相結(jié)合性，影響成膜鉆井液的性能，因此，前述組分及含量是不可能通過有限次實驗得出的。
[0024]五、本發(fā)明中，陽離子表面活性聚合物能利用自身的正電基團在帶有負電荷的煤巖表面和煤巖孔隙中的粘土礦物上，阻止流體進一步的侵入；其中的甲酸鹽能夠提高濾液粘度，降低濾液活性，減少流體的侵入深度；其中聚乙烯醇PVA是一種表面活性劑，分子結(jié)構(gòu)具有兩親性，其親水端與粘土礦物形成物理吸附后，憎水端則朝向鉆井液，這樣就能阻止鉆井液濾液繼續(xù)侵入泥頁巖，其分子結(jié)構(gòu)中的親油基團能夠在煤巖表面吸附，促進鉆井液中的碳酸鈣在煤巖表面迅速形成泥餅，減少鉆井液的侵入，從而達到防止井壁失穩(wěn)的作用；其中的KCL能夠?qū)δ鄮r和煤巖中的粘土礦物起到抑制作用，減少其水化分散和運移對儲層造成的傷害；羥乙基纖維素能在鉆井液中形成“膠束”，能在巖石孔喉處和裂隙處形成一個低滲透的封堵層，起到阻止流體或是固相進入煤層，有效的阻止、減緩流體漏失，防止煤巖割理和裂縫中易水化物質(zhì)膨脹、分散和污染儲層有效的減少了鉆井液濾液和鉆井過程中產(chǎn)生的固相等進入儲層，提高了煤層段的承壓能力，減少了漏失的發(fā)生，保證了井下穩(wěn)定和保護了儲層。
[0025]六、本發(fā)明中，所述的提粘劑為羥乙基纖維素和羧甲基纖維素按照2:1的質(zhì)量比例配制而成，這兩種聚合物在該配比下協(xié)同作用最好，其提粘切封堵效果比同等加量的單劑都要強，大小或小于2:1的質(zhì)量比，均會影響協(xié)同作用。
[0026]七、本發(fā)明中，所述的包被絮凝劑為聚丙烯酸鉀和陽離子聚丙烯酰胺按照1:1 一2的質(zhì)量比例配制，在該配比下處理劑的協(xié)同作用最好，其絮凝包被作用比同等加量的單劑要強，大小或小于1:2的質(zhì)量比，均會影響協(xié)同作用。
[0027]八、本發(fā)明還包括預(yù)水化坂土漿，預(yù)水化坂土漿的質(zhì)量百分比含量為4~10%，與堵漏劑配合使用，堵漏效果更好，尤其適用于漏失速率較大的情況。
[0028]九、與中國專利“200610165821.6”相比:已有專利的鉆井液主要針對的是泥頁巖地層，并且對泥頁巖地層實現(xiàn)的封堵機理是形成硅醇鈣等實現(xiàn)的永久封堵，不能酸化解除；本專利的鉆井液所選的處理劑中具有兩親性基團，都具有在泥巖和煤巖上能更有效的吸附，且其形成的封堵膜能酸溶，在后期完井改造中可以通過酸化完全解除。
[0029]綜上，采用本發(fā)明能迅速在煤巖孔喉處形成一個低滲透的封堵層，起到阻止流體或是固相進入煤層，有效的阻止、減 緩流體漏失，防止煤巖割理和裂縫中易水化物質(zhì)膨脹、分散和污染儲層。
【具體實施方式】
[0030]實施例1
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，包括如下質(zhì)量百分比的組分:
預(yù)水化坂土漿4% ；
提粘劑0.1% ;
成膜劑2.0% ；
包被絮凝劑0.1% ;
封堵劑0.2% ；
堵漏劑1.0% ；
堿度調(diào)節(jié)劑0.05% ；
余量為水。
[0031]本實施例的優(yōu)選實施方式為，所述的提粘劑為羥乙基纖維素HEC和羧甲基纖維素CMC按照2:1的質(zhì)量比例配制而成。此為優(yōu)選方式，但并不局限于此。
[0032]本實施例中，所述的成膜劑為聚乙烯醇(PVA)與甲酸鈉、甲酸鉀、有機硅酸鉀或KCL中的至少一種按任意比例配制而成。[0033]本實施例的又一優(yōu)選實施方式為，所述的包被絮凝劑為聚丙烯酸鉀(K-PAM)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)按照1:2的質(zhì)量比例配制而成。此為優(yōu)選方式，但并不局限于此。
[0034]本實施例的又一優(yōu)選實施方式為，所述封堵劑為325目的碳酸鈣、1250目的超細碳酸鈣或磺化浙青中的一種或多種按照的任意比例配制而成。
[0035]本實施例中，所述的堵漏劑為單項壓力封堵劑DF-A和100目的粗云母或200目的細云母根據(jù)漏失情況按照任意比例配制而成。
[0036]本實施例中，所述的堿度調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。此為最佳選擇，也可用現(xiàn)有的同類物質(zhì)替換。
[0037]本實施例各種聚合物結(jié)合效果最佳，“物理、化學(xué)作用相結(jié)合”的方式，在固液界面能夠形成復(fù)合封閉膜層，滿足多套壓力層系、不同巖性地層的應(yīng)用，并實現(xiàn)保護儲層的要求。
[0038]實施例2
本實施例與上述實施例基本相同，主要區(qū)別在于:
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，由如下質(zhì)量百分比的組分組成:
預(yù)水化坂土漿10.0%
提粘劑0.3% ；
成膜劑5.0% ；
包被絮凝劑0.3% ；
封堵劑5.0% ；
堵漏劑10.0%
堿度調(diào)節(jié)劑0.2% ；
余量為水。
[0039]本實施例中，所述的提粘劑為羧甲基纖維素CMC或聚陰離子纖維素PAC-H。
[0040]本實施例中，所述的成膜劑為甲酸鈉和聚乙烯醇按2:1的質(zhì)量比例配制而成。[0041 ] 本實施例中，所述的包被絮凝劑為聚丙烯酸鉀(K-PAM )和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)按照1:1的質(zhì)量比例配制而成。
[0042]本實施例中，所述封堵劑為325目的碳酸鈣和1250目的超細碳酸鈣按照的任意比例配制而成。
[0043]本實施例中，所述的堵漏劑為單項壓力封堵劑DF-A。
[0044]本實施例中，兩親性聚合物PVA能更好地利用自身的基團有效吸附在煤巖表面和煤巖上，阻止流體進一步的侵入。
[0045]實施例3
本實施例與上述實施例基本相同，主要區(qū)別在于:
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，由如下質(zhì)量百分比的組分組成:
預(yù)水化坂土漿6.0% ；
提粘劑0.2% ；
成膜劑3.0% ；
包被絮凝劑0.2% ；
封堵劑3.0% ；堿度調(diào)節(jié)劑0.1%;
余量為水。
[0046]本實施例中，所述的成膜劑為聚乙烯醇(PVA)與有機硅酸鉀和KCL按任意比例配制而成。
[0047]本實施例中，所述的包被絮凝劑為聚丙烯酸鉀(K-PAM)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)按照1:1.5的質(zhì)量比例配制而成。
[0048]所述封堵劑為325目的碳酸鈣、1250目的超細碳酸鈣或磺化浙青中的一種或多種按照的任意比例配制而成。
[0049]所述的堵漏劑為單項壓力封堵劑DF-A和100目的粗云母或200目的細云母根據(jù)漏失情況按照任意比例配制而成。
[0050]本實施例中，提粘劑為0.2%;其中的羥乙基纖維素和羧甲基纖維素能在，其能形成膠束，對煤巖和泥巖的孔隙進行封堵，減少濾液的侵入，減緩壓力傳遞保持井壁穩(wěn)定。
[0051]實施例4
本實施例與上述實施例基本相同，主要區(qū)別在于:
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，由如下質(zhì)量百分比的組分構(gòu)成:
提粘劑0.1~0.3% ；
成膜劑2.0~5.0% ；
包被絮凝劑0.1~0.3% ；
封堵劑0.2~5.0% ；
堵漏劑1.0~10.0% ；
堿度調(diào)節(jié)劑0.05~0.2% ；
余量為水。
[0052]本實施例，物理、化學(xué)作用的相結(jié)合性最佳。
[0053]實施例5
本實施例與上述實施例基本相同，主要區(qū)別在于:
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，由如下質(zhì)量百分比的組分構(gòu)成:
提粘劑0.3% ；
成膜劑2.0% ；
包被絮凝劑0.3% ；
封堵劑0.2% ；
堵漏劑10.0% ；
堿度調(diào)節(jié)劑0.2% ；
余量為水。
[0054]本實施例，在泥巖和煤巖上能更有效的吸附，且其形成的封堵膜能酸溶，在后期完井改造中可以通過酸化完全解除，解除效果更好。
[0055]實施例6
本實施例與上述實施例基本相同，主要區(qū)別在于:
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，包括如下質(zhì)量百分比的組分: 提粘劑0.1%;成膜劑5.0% ；
包被絮凝劑0.1% ;
封堵劑5.0% ；
堵漏劑1.0% ；
堿度調(diào)節(jié)劑0.05% ；
余量為水。
[0056]本實施例，能迅速形成低滲透的封堵層，形成低滲透的封堵層速度更快，可以和親油的煤巖和親水的粘土礦物共同起作用。
[0057]實施例7
一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液的制備方法，包括如下步驟:
a、按質(zhì)量百分比配比:提粘劑0.1~0.3% ;成膜劑2.0~5.0% ;包被絮凝劑0.1~0.3% ;封堵劑0.2~5.0% ;堵漏劑1.0~10.0% ;堿度調(diào)節(jié)劑0.05~0.2% ;余量為水； b、將上述配比的提粘劑、封堵劑、成膜劑和包被絮凝劑加入清水中，充分攪拌混合均
勻；
C、再加入上述配比的堵漏劑，攪拌使其充分分散均勻；
d、再用上述配比的堿度調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)節(jié)到不高于10，用于儲層段時pH不高于9。
[0058]本發(fā)明還包括加入預(yù)水化坂土漿的步驟，加入的堵漏劑分散均勻后，再加入質(zhì)量百分比含量為4~10%預(yù)水化坂土漿，并混合均勻，再調(diào)節(jié)pH值調(diào)。
[0059]實施例8
適用于煤層氣井的成膜鉆井液的制備方法如下:
由上述比例的組分在常溫常壓下按照以下程序進行:
1)根據(jù)現(xiàn)場需要在配漿罐內(nèi)裝入一定體積清水或泥漿；
2)將上述配比提粘劑、封堵劑、成膜劑和包被絮凝劑在混漿泵作用下加入清水中，充分攪拌混合均勻；
3)再根據(jù)現(xiàn)場實際遇到明顯漏失時添加適量的堵漏劑(1~10%)，攪拌使其充分分散均
勻；
根據(jù)漏失情況，還可加入質(zhì)量百分比含量為4~10%預(yù)水化坂土漿；
加入堵漏劑后，堵漏劑通過架橋作用能迅速封堵大的漏失孔隙，最終對裂縫形成封堵。
[0060]4)再用上述配比的堿度調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)節(jié)到不高于10，儲層段的pH不高于9 ;
5)在實際使用中，成膜劑和提粘劑的加量可根據(jù)漏失情況適當(dāng)調(diào)節(jié)，若遇到滲漏明顯
的地層，可以提聞。
[0061]實施例9
應(yīng)用實例:MSB24-6、MS24-7 井和 MSB26-11 井
該井區(qū)井深在1186.7-1196.8m，太原組9#煤層厚度5m~14.2m，巖性較純，滲透性較好，灰分含量為3.7% ;該段煤層的孔隙度在10.9%左右。上下頂?shù)装宸忾]性強，利于煤層氣成藏，是該井區(qū)的主力煤層氣儲層。
[0062]由于武試15井出筒巖心破碎嚴重，起下鉆時遇阻嚴重，時有遇卡發(fā)生，后期投產(chǎn)后的產(chǎn)能不足500方/天。因此，為了保證該3 口試驗井的井下安全和提高鉆井液保護儲層的能力，采用了自主研發(fā)的具有強封堵成膜能力的鉆井液體系。優(yōu)化鉆井液的使用效果，施工前對前期施工井的測井?dāng)?shù)據(jù)和現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)進行了大量的調(diào)研和分析，以便更好的針對不同地層對鉆井液參數(shù)進行調(diào)整。結(jié)合前期煤巖巖石力學(xué)實驗數(shù)據(jù)和室內(nèi)鉆井液配方實驗數(shù)據(jù)，在施工時優(yōu)化鉆井參數(shù):鉆進鉆壓50-80KN，轉(zhuǎn)數(shù)32rpm/min，排量32L/S，泵壓10-12MPa，返出鉆屑均勻，無掉塊；日進尺200米/天。
[0063]優(yōu)化鉆井液參數(shù)和性能維護:由于較高的鉆井液液柱壓力會引起對煤層的傷害，該鉆井液具有較好的穩(wěn)定和保護井壁作用；二開至山西組地層以安全和提高鉆速為主，主要為低固相鉆井液。
[0064]表1實驗鉆井液的主要性能平均參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于，包括如下質(zhì)量百分比的組分: 提粘劑0.1~0.3% ； 成膜劑2.0~5.0% ； 包被絮凝劑0.1~0.3% ； 封堵劑0.2~5.0% ； 堵漏劑1.0~10.0% ； 堿度調(diào)節(jié)劑0.05~0.2% ； 余量為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:還包括預(yù)水化坂土漿，預(yù)水化坂土漿的質(zhì)量百分比含量為4~10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述的提粘劑為羥乙基纖維素HEC和羧甲基纖維素CMC按照2:1的質(zhì)量比例配制而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述的提粘劑為羧甲基纖維素CMC或聚陰離子纖維素PAC-H。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述的成膜劑為聚乙烯醇(PVA)與甲酸鈉、甲酸鉀、有機硅酸鉀或KCL中的至少一種按任意比例配制而成?！?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述的包被絮凝劑為聚丙烯酸鉀(K-PAM)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)按照1:1 一2的質(zhì)量比例配制而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述封堵劑為325目的碳酸鈣、1250目的超細碳酸鈣或磺化浙青中的一種或多種按照的任意比例配制而成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5或7所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述的堵漏劑為單項壓力封堵劑DF-A和100目的粗云母或200目的細云母根據(jù)漏失情況按照任意比例配制而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適用于煤層氣井的成膜鉆井液，其特征在于:所述的堿度調(diào)節(jié)劑為氫氧化鈉。
10.一種適用于煤層氣井的成膜鉆井液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: a、按質(zhì)量百分比配比:提粘劑0.1~0.3% ;成膜劑2.0~5.0% ;包被絮凝劑0.1~·0.3% ;封堵劑0.2~5.0% ;堵漏劑1.0~10.0% ;堿度調(diào)節(jié)劑0.05~0.2% ;余量為水； b、將上述配比的提粘劑、封堵劑、成膜劑和包被絮凝劑加入清水中，充分攪拌混合均勻； C、再加入上述配比的堵漏劑，攪拌使其充分分散均勻； d、再用上述配比的堿度調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)節(jié)到不高于10，用于儲層段時pH不高于9。
【文檔編號】C09K8/24GK103525383SQ201310485959
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】林海, 陳磊, 張振活, 黎金明, 凡帆, 鄭玉輝, 董海東, 蔣振偉, 涂海海, 董宏偉, 張宇, 郝超, 劉婷婷, 趙向陽, 崔貴濤, 陳龍 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司