[發明專利]一種可降解聚合物鉆井液

有效

• 申請號: 201410061760.3
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103820087A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 岳前升
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: C09K8/08
• 分類號: C09K8/08
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 熊成香

技術領域：

本發明涉及一種可降解聚合物鉆井液，屬煤層氣鉆井水平井開采應用技術領域。

背景技術：

煤層氣，俗稱瓦斯，作為一種新型的非常規天然氣在我國已經進入蓬勃發展階段。煤層氣的開采不僅為國家提供一種新型的清潔能源，同時也為煤礦的安全開采提供了有力的保障。與其它國家的煤層氣相比，我國的煤層氣具有產量低的特點，從投資回報的角度出發，也就決定了我國的煤層氣開采必須采用低成本戰略；煤層氣開采的主要投資成本為鉆井成本，其中包括鉆井液成本。為了提高煤層氣的產量，目前采用水平井進行煤層氣開采的比例越來越大。

煤層氣的開采不同于油田天然氣的開采，這是因為煤層氣的開采是靠吸附于煤巖表面的甲烷的解吸附來實現的，其自身的能量較弱，而我國的煤層氣普遍低產，這說明煤層滲流通道的連通情況發育不良，這就決定了煤層的易污染易受傷害的特性。

現有的煤層氣鉆井的實踐已經表明，鉆井液中的水溶性聚合物、水化粘土等處理劑極易造成煤層的污染；另一方面，水平井鉆井對鉆井液的性能要求又比較嚴格和苛刻，若鉆井液的性能不佳，在鉆井過程中會造成摩阻扭矩過大，從而容易造成井壁垮塌及埋鉆具等惡性事故的發生；而井眼清潔和井壁穩定往往又離不開高性能的鉆井液處理劑。

目前，煤層氣水平井鉆井液體系主要有清水鉆井液、活性鹽水鉆井液、微泡鉆井液和常規聚合物鉆井液；其中清水和活性鹽水鉆井液具有無固相、無粘土和無聚合物處理劑等特點，對儲層保護的效果較好，但煤層井壁穩定能力和攜屑能力不足；微泡鉆井液和常規聚合物鉆井液雖然穩定煤層井壁的能力強，但對煤層污染嚴重，使得煤層氣產量低，甚至于無產量。

因此，煤層氣水平井鉆井中的煤層保護和井壁穩定、井眼清潔等矛盾比較突出，鉆井液技術已經成為煤層氣水平井開發的技術瓶頸。

發明內容：

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種可降解聚合物鉆井液，用于煤層氣水平井鉆井，不僅能有效穩定煤層井壁、提高水平井的攜巖屑能力，而且還具有可降解性，能最大程度保護煤儲層，具有穩定煤層井壁能力強，攜帶煤屑和潤滑能力好、經濟效益好的特點。

本發明是通過如下技術方案來實現上述目的的。

本發明所提供的一種可降解聚合物鉆井液，其組成為：水、降解型稠化劑、水基潤滑劑、防水鎖劑、堿度調節劑；其中各組分的重量百分比為以100%的水的重量為基準，各添加劑占水的重量的百分比為：

降解型稠化劑：1-1.5%；

水基潤滑劑：1-3%；

防水鎖劑：0.5-1.0%；

堿度調節劑：0.1-0.2%；

所述的降解型稠化劑為植物瓜膠或田菁膠；以提高鉆井液的粘稠度，阻止鉆井液中的水相與煤巖相互作用，從而穩定井壁；同時提高鉆井液的動塑比以利于攜帶巖屑；

所述的水基潤滑劑為水溶性聚乙二醇PEG400；以提高鉆井液的潤滑性能，降低水平井鉆井時的扭矩；

所述的防水鎖劑為壬基酚聚氧乙烯醚OP-10；以降低鉆井液的表面張力，使侵入煤層的水易于排出；

所述的堿度調節劑為工業純堿Na₂CO₃；用于調節鉆井液的pH值，以除去鉆井液中的鈣鎂等高價離子，穩定鉆井液的性能。

本發明所提供的一種可降解聚合物鉆井液的配制方法為：取適量的水，在攪拌條件下按比例加入堿度調節劑和降解型稠化劑，充分溶解后再加入水基潤滑劑和防水鎖劑，充分溶解均勻后放置2小時即制得。

本發明與現有的技術相比具有如下有益效果：

1、克服了煤層氣水平井清水鉆井液和活性鹽水鉆井液井壁穩定能力差的問題，具有穩定煤層井壁能力強，攜帶煤屑和潤滑能力好的特點。

2、避免了煤層氣水平井微泡鉆井液和常規聚合物鉆井液煤層保護效果差的狀況，通過后期的完井破膠技術能夠有效降解聚合物，恢復煤層氣的產能。

3、增加的成本有限，符合煤層氣鉆井的工程要求，經濟效益好。

具體實施方式：

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明：

實施例1：

本發明所提供的一種可降解聚合物鉆井液的配方為：水+1.0%降解型稠化劑+2%水基潤滑劑+0.5%防水鎖劑+0.1%堿度調節劑；

配制方法為：取適量的水，在攪拌條件下加入0.1%的堿度調節劑，再加入1.0%的降解型稠化劑，充分溶解后加入2%的水基潤滑劑和0.5%的防水鎖劑，充分溶解均勻后放置2小時即制得。

性能測定：按照《GB/T16783.1-2006石油天然氣工業鉆井液現場測試第1部分水基鉆井液》執行。