基于頁(yè)巖氣“水替油”的高性能水基鉆井液技術(shù)

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com學(xué)兔兔www.xuetutu.com2鈷井液與完井液2015年9月巖巖心樣品的礦物成分分析結(jié)果得知，巖石中的石英過大的循環(huán)壓降，要求頁(yè)巖氣水平井鉆井液應(yīng)具有良和長(zhǎng)石平均含量為36％，方解石和白云石平均含量好易控的流變性和穩(wěn)定性。為29％，平均黏土礦物含量為35％，黃鐵礦含量為l％～3％，表明脆性礦物含量較高，一方面易于壓裂3鉆井液技術(shù)對(duì)策產(chǎn)生網(wǎng)狀縫，同時(shí)也易遇水發(fā)生自吸，使微裂縫變大，3．1強(qiáng)抑制性不利于井壁穩(wěn)定。常用的抑制劑，包括無機(jī)鹽(氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、石灰)、有機(jī)鹽(甲酸鉀、甲酸鈉、甲酸銫)、2頁(yè)巖氣水平井鉆井液技術(shù)難題

2、聚合物(陽(yáng)離子、非離子、陰離子有機(jī)高分子聚合頁(yè)巖氣采用大位移水平井組開發(fā)，水平段長(zhǎng)，鉆物)、各種聚合醇等，不能完全滿足頁(yè)巖氣水平井現(xiàn)井易發(fā)生井漏、垮塌等井下復(fù)雜情況。目前頁(yè)巖氣水場(chǎng)鉆井要求。因此，針對(duì)頁(yè)巖氣地層特點(diǎn)研制了一種平井鉆井液突出技術(shù)難題如下。特殊的強(qiáng)抑制劑，代號(hào)為FTYz1，其是一種黑褐色1)井壁失穩(wěn)。通過對(duì)黃金壩頁(yè)巖氣地層巖心液體。采用現(xiàn)場(chǎng)露頭頁(yè)巖對(duì)FTYz．1進(jìn)行了評(píng)價(jià)，實(shí)特性分析可知，頁(yè)巖孔隙非常小，僅為0．001～0．01驗(yàn)結(jié)果見表1。由表1可以看出，與清水、5％KC1、5％gm，滲透率很低。以孑L隙平均直徑為5nm為例，理NaCOOH和3％聚合醇相

3、比，5％FTYZ．1的16h線性論計(jì)算這些孔隙在油．水．頁(yè)巖中可產(chǎn)生大約30MPa膨脹率最小，巖屑回收率最大，這說明FTYz．1具有的壓力。在頁(yè)巖孑L隙毛細(xì)管自吸作用下孑L隙壓力增加，較好的頁(yè)巖抑制性，能夠有效抑制頁(yè)巖的水化分散。導(dǎo)致脆性泥頁(yè)巖分散、剝落、垮塌。頁(yè)巖氣地層層理表1新研制強(qiáng)抑制劑的頁(yè)巖抑制性評(píng)價(jià)和微裂縫發(fā)育，鉆井液液柱壓力傳人微裂縫，增加孔隙壓力，隨著濾液的侵入，近井壁帶孔隙壓力隨時(shí)問抑制劑16h頁(yè)巖膨脹率／％頁(yè)巖滾動(dòng)回收率／％的增加而增加，當(dāng)鉆井液液柱壓力不足以支撐孔隙壓力時(shí)，井壁圍巖的應(yīng)力超過巖石本身的強(qiáng)度而產(chǎn)生剪切強(qiáng)度破壞，從而導(dǎo)致井壁失穩(wěn)。因此，

4、保證井壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵是水基鉆井液能夠提供良好的抑制性和封堵能力。而現(xiàn)有的水基鉆井液抑制劑及體系的抑制、封堵能力不能滿足頁(yè)巖氣水平井井壁穩(wěn)定的需要。2)潤(rùn)滑防卡。在頁(yè)巖氣水平井鉆井過程中，隨3．2強(qiáng)封堵性著井斜角和水平位移的增加會(huì)極大地增大摩阻和扭頁(yè)巖地層的層理和微裂縫比較發(fā)育，存在大量的矩，嚴(yán)重影響井眼軌跡控制等正常鉆井作業(yè)；高密度微納米孔隙，常規(guī)封堵材料形成的封堵層具有一定的條件下，液柱壓力與地層壓力之差較大，使鉆柱產(chǎn)生滲透性，且無法封堵頁(yè)巖地層的納、微米孔縫。因此，向井壁的推靠力，易形成壓差卡鉆；大斜度長(zhǎng)水平段針對(duì)納、微米孔隙研制了一種納微米封堵劑，代號(hào)為井眼洗井

5、效果差，容易形成巖屑床；井壁坍塌掉塊容FD，采用JEOLJSM一6510型掃描電鏡分析其微觀形易產(chǎn)生砂橋卡鉆；井眼周圍由于應(yīng)力不平衡產(chǎn)生井眼貌，LA．950型激光粒度儀分析其粒徑分布，結(jié)果如變形，使起下鉆阻力、鉆井摩阻增大。這就要求頁(yè)巖圖1、圖2所示。氣井鉆井液具有較好的潤(rùn)滑、防卡和減阻功能。3)攜巖洗井問題。在長(zhǎng)段水平井施工中，鉆屑在井眼中的運(yùn)行軌跡與直井不一樣。由于井眼傾斜，巖屑在上返過程中將趨向于沉向井壁的下側(cè)，易形成“巖屑床”，特別是在井斜角為45?！?O。的井段，存在卡特包衣效應(yīng)，已形成的巖屑床會(huì)沿井壁下側(cè)向下滑動(dòng)，形成嚴(yán)重的堆積，從而堵塞井眼。因此，大位移

6、水平井如何及時(shí)有效地將井底巖屑攜帶出來，保持——lum井眼清潔，防止巖屑床的形成，同時(shí)又要控制好環(huán)空?qǐng)D1封堵劑FD的掃描電鏡圖學(xué)兔兔www.xuetutu.com曝第32卷第5期閆麗麗等：基于頁(yè)巖氣“水替油”的高性能水基鉆井液技術(shù)3：由表3可知，與常用的脂肪酸類潤(rùn)滑劑相比，在霎密度為2．05g／cm的鉆井液中加入研制的潤(rùn)滑劑后，‘潤(rùn)滑系數(shù)明顯降低，降低率為26％，潤(rùn)滑效果明顯翥_1．』f}L．．優(yōu)于常規(guī)鉆井液潤(rùn)滑劑。粒徑lima4鉆井液體系研究與性能評(píng)價(jià)圖2封堵劑FD的粒度分布圖通過以上分析和研究，以研制的抑制劑、封堵劑、由圖1、圖2可知，封堵劑粒徑均勻，分布較為成膜

7、降濾失劑和潤(rùn)滑劑為核心處理劑，并優(yōu)選與研制集中，呈單分散分布，分布區(qū)間在40～120rUTI，平配套處理劑，最終形成了一套自主研制的高性能水基均粒徑為107nlTl。鉆井液體系，其基本配方如下，不同密度的鉆井液性根據(jù)需要，進(jìn)～步研制了一種成膜降濾失劑能如表4所示。由表4可知，鉆井液在100℃老化NBG，其能夠快速在井壁固結(jié)成膜，形成超低滲封16h后，具有良好的流變性和穩(wěn)定性，較低的中壓和隔層，減少鉆井液進(jìn)入微裂縫的量。對(duì)FD和NBG高溫高壓濾失量，表明其可減少進(jìn)入地層的濾液，有進(jìn)行常規(guī)性能和封堵效率實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，結(jié)果見表2[”。利于頁(yè)巖地層的井壁穩(wěn)定。由