[發(fā)明專利]一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210227643.0
• 申請日: 2012-07-04
• 公開（公告）號: CN103525381A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳前升;田中蘭;蔣光忠;陳軍;楊恒林;胡友林;汪偉英
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: C09K8/12
• 分類號: C09K8/12
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 熊成香

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液，屬煤層氣開采工程化學(xué)劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國對能源的需要越來越大，煤層氣作為非常規(guī)天然氣（煤層氣，頁巖氣，致密砂巖氣和氣體水合物）之一也越來越受到重視，目前我國煤層氣的開采已經(jīng)進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。

與國外煤層氣相比，我國的煤層氣有其特殊之處，那就是煤層的低孔低滲特性，即單井產(chǎn)量低，這種低產(chǎn)特性也決定了我國煤層氣開發(fā)的低成本戰(zhàn)略。采用水平井進(jìn)行煤層氣開采的應(yīng)用越來越廣泛，目前大多采用清水作為水平井的鉆井液。清水鉆井液具有成本低、無固相等優(yōu)點，也基本能夠滿足水平井鉆井工程的作業(yè)要求。

但清水鉆井液也存在以下幾方面不足：1、清水的礦化度偏低，易引起煤層中粘土礦物的水化膨脹，從而堵塞煤層氣的滲流通道；2、取自地表的清水與地下的煤層水不配伍，存在結(jié)垢現(xiàn)象；3、在正壓差鉆井情況下，侵入低滲煤層的清水返排能力弱，對煤層氣后期的排水開采極為不利；4、清水絮凝能力弱，不能將鉆頭破碎的細(xì)小煤屑及時清除，從而造成細(xì)小煤屑侵入煤層引起固相堵塞。

為了保護(hù)煤層氣儲層，提高煤層氣開采的產(chǎn)量，必須對現(xiàn)有的清水鉆井液進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)煤層氣儲層保護(hù)技術(shù)的要求，滿足煤層氣開采生產(chǎn)的實際需求。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液，其具有適宜的礦化度，與煤層水混合后不結(jié)垢，表面張力較低，界面活性強(qiáng)，侵入低滲煤層后容易返排，具有與煤層配伍性好、絮凝能力強(qiáng)、成本低、環(huán)境友好的特點。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的。

本發(fā)明所提供的一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液，其組成為水、防膨劑、助排劑、防垢劑、絮凝劑；各組分的重量百分比以100％的水的重量為基準(zhǔn)，各添加劑占水的重量的百分比為：

防膨劑：0.2～0.5％；

助排劑：0.05～0.1％；

防垢劑：0.001～0.005％；

絮凝劑：0.2～0.5％；

所述的防膨劑為工業(yè)級氯化鉀，利用鉀離子獨(dú)特的防膨機(jī)理，能有效抑制煤層中粘土礦物水化膨脹；

所述的助排劑為壬基酚聚氧乙烯醚OP-10；

所述的防垢劑為羥基亞乙基二膦酸HEDP；

所述的絮凝劑為液體聚合氯化鋁PAC。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下有益效果：

1、與煤層配伍性好，具有適宜的礦化度，不會導(dǎo)致煤層中粘土礦物水化膨脹，與煤層水混合后不會出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象。

2、界面活性強(qiáng)，具有較低的表面張力，侵入低滲煤層后比較容易返排。

3、絮凝能力強(qiáng)，對于鉆頭破碎后的細(xì)小煤屑能夠及時產(chǎn)生絮凝作用，結(jié)合地面固控設(shè)備快速清除，從而有效降低鉆井液固相對煤層造成的堵塞損害。

具體實施方式：

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

實施例1：

本發(fā)明所提供的一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液，各組分的重量百分比以100％的水的重量為基準(zhǔn)，各添加劑占水的重量的百分比為：

防膨劑：0.2％；助排劑：0.05％；防垢劑：0.001％；絮凝劑：0.2％。

配制方法：由于上述各添加劑均為小分子或低分子化學(xué)物質(zhì)，溶解比較快速而且配制簡單，將各組份用水充分溶解后混合即可。

實施例2：

本發(fā)明所提供的一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液，各組分的重量百分比以100％的水的重量為基準(zhǔn)，各添加劑占水的重量的百分比為：

防膨劑：0.3％；助排劑：0.05％；防垢劑：0.003％；絮凝劑：0.5％。

配制方法：由于上述各添加劑均為小分子或低分子化學(xué)物質(zhì)，溶解比較快速而且配制簡單，將各組份用水充分溶解后混合即可。

實施例3：

本發(fā)明所提供的一種保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液，各組分的重量百分比以100％的水的重量為基準(zhǔn)，各添加劑占水的重量的百分比為：

防膨劑：0.5％；助排劑：0.1％；防垢劑：0.005％；絮凝劑：0.4％。

配制方法：由于上述各添加劑均為小分子或低分子化學(xué)物質(zhì)，溶解比較快速而且配制簡單，將各組份用水充分溶解后混合即可。

對實施例1、實施例2和實施例3配制的保護(hù)煤層氣儲層的水平井鉆井液按照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T?16783.1-2006《石油天然氣工業(yè)鉆井液現(xiàn)場測試第1部分：水基鉆井液》進(jìn)行性能測定。