适用于煤层气钻探的环保钻井液体系研究摘要
煤层气是指赋存在煤层中非常规天然气资源,洁净、优质且分布广泛,储量丰富。我国煤层气资源量为世界第三,其中深部煤层气占煤层气总资源量的三分之二。然而相对于世界其他国家,如美国、加拿大、澳大利亚等国,我国在煤层气,尤其是深部煤层气的勘探开发明显落后。随着人们环保意识的增强和钻井液技术的发展,适合于煤层气勘探的环保型钻井液技术将会成为煤层气勘探开发技术的热点。本文首先对环保型钻井液、煤层气钻井液技术现状进行分析和展望。并对煤层气储层特点,尤其是深部煤层气储层特点进行分析。相对于其他国家,我国煤层气储层地质条件复杂、成煤期后构造破坏严重,煤层气储层存在非均质性,低渗、低饱和现象突出。而深部煤层气储层中煤岩岩性、物性受高温、高压影响,地质情况更加复杂。针对煤层气深部储层特点,本文对钻井液环境可接受性及高温对钻井液体系的影响进行了分析,并优选了钻井液环保性能评价方法。在确保处理剂环保性能良好基础上,研选能改善高温滤失造壁性和流变性的改性天然高分子处理剂。使其交联得当,可增大分子量,抵消降解的破坏作用,从而保持乃至增强处理剂的效能。在钻井液环保理论基础上,针对浅层煤层气储层特点,优选包被抑制剂80A51、C X-127与降滤失剂DFD-2,并结合具有密度调节和暂堵作用的空心微珠与可酸解超细碳酸钙,形成一套完整的、适用于浅层煤层气钻探的环保型钻井液体系:400mL水+0.4%Na2CO3+2%的膨润土+20%空心微珠+0.6%80A51+0.3%CX-127+1.5%超细碳酸钙+1.5%D FD-2;针对深部煤层气特点,结合抗高温环保型钻井液理论与处理剂性能评价实验,优选出环保性能良好的抗高温降滤失剂LSP-7、增黏剂HEC、超低渗透封堵剂OCL-BST-2、抑制剂PA-2、无荧光润滑剂SDR-1;在此基础上优化抗高温环保型钻井液体系配方为:400mL水+0.4%Na2CO3+2%膨润土+0.3%HEC+2%PA-2+2%SDR-1+2%OCL-BST-2+4%LSP-7。室内评价实验表明,两套钻井液在各自适用于的煤层气储层温度下体系稳定性好,流变性、降滤造壁性良好;抑制性强,具有较强的抗盐、抗钙、抗岩屑污染能力;储层保护效果好,钻井液污染后岩心渗透恢复率在85%以上;环保性能好,处理剂及钻井液无毒、易降解。
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