无固相聚合物钻井液在柳林煤层气钻井中的应用
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组 。 目的煤层 山西组 的 ４ 、５ 煤层 ，太原 组 的 ８ 、９ 煤层 。
使 用 该 无 固 相 钻 井 液 ， ＣＹ ２、 ＣＹ ３、 在 Ｌ 一３ Ｌ 一 １ Ｆ － Ｐ６ Ｌ Ｅ 井进行了生产实验 ，所钻井眼规则 ，钻速 可高达 ６ ｈ ，具有较低的密度，同时粘度也可调 ｍ／ 整 ，流动性很好 ，钻头寿命延长 ２ ０％～３ ％，钻 ０ 井液成本低 ，具有较好的携带和悬浮岩屑的能力 ，
即所钻井段无高压气层 ；力学稳定 ，不需要用高 比 重泥浆克服井塌。该区属稳定地层 ，适用无固相聚 合物钻井液。
煤层气勘探开发柳林示范项 目 位于山西省柳林
县境 内 ，黄河东岸一 吕梁 山西坡的南北 向构造 带
不利于清除岩屑 ，机械钻速低 ，易引起泥岩膨胀分 散 ，导致坍塌 、断杆、卡钻 、井眼不规则等复杂问 题 ，成本高 ，完钻周期长 ， 严重的制约了钻井质量 及井队经济效益 、环境效益的提高。针对该区地质 和钻井作业特点 ，在低固相双聚泥浆的基础上，井 队采用 了一种无固相钻井液 ，即以清水作为基液 ， 加人高分子聚合物 （ 聚丙烯腈 、聚丙烯酰胺的水解 物） 、高分子量纤维素 （ Ｍ 等 人工配制成具 Ｃ Ｃ） 有一定黏度 、静切力等性 能的钻井 液 ，其 密度 为
Ａｐ ｌ ａｉｎｏ ｅｎ ｏｉ ｈ ｓ ｏ ｒ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ｐ ｉ ｔ ｆ ｈ ｏｓ ｌ ｐ ａ ｅｐ ｌｍｅ ｉ ｌ ｇｆ ｉ ｃ ｏ ｉ ｔ ｄ ｙ ｄ ￣ｔ ｎｌ ｉ ｌ ｌ
ｉ ｅＬ ｕ ｉ ｏ ｌ ｅ ｍ ａ ｒｌ ｎ ｎｔ ｉ ｌ ｃ ａ ａ ｇ ｓｄ ｉ ｉ ｇ ｈ ｎ ｓ ｌ
作用 ： 降低高压差失水的特殊功能和良好的 有 热稳定性 ，能改善钻井液流变性 ，抑制粘土水化分 散 ，具有一定 的抗盐能力 ；由于 Ｎ ４ Ｈ 在页岩 中的 镶嵌作用 ，具有一定的防塌效果 ，与聚丙烯酰胺钾
盐共使用兼有降粘作用 。 ２３ 高分子量纤维素 （ Ｍ ． Ｃ Ｃ）
且能在井壁上形成致密的吸附膜 ，具有一定的护壁 能力 ；并有较好的润滑和减阻作用，提高了钻井速 度 ，获得较好成果。
２ 聚合物处理剂材料及作用
２１ 水解 聚丙 烯酰胺 （ Ｈ Ａ） ． Ｐ Ｐ
水解聚丙烯酰胺 （ 简称 Ｐ Ｐ Ｈ Ａ或 Ｐ Ｐ） 由聚 Ｈ 是
丙烯酰胺水溶液加碱水解制得。
用 于 各 种 水 基 钻 井 液 体 系 中 ，含 有 一 Ｏ Ｈ ＣＯ 、
５ ２
一
河 北 煤 炭
３２ 二 开 。
２ １ 年第 ５ ０１ 期
Ｃ Ｏ Ｈ 、 一 Ｏ Ｈ 、 一 Ｎ 等 基 团 ，分 子 量 在 ＯＮ， ＣＮ２ Ｃ
１０ ０—５ ０ ０之 间 。 ００ ００
钻遇地层为石千峰组 一 太原组 ，钻进前应配置
好钻井液 ， 配方为 Ｈ ｏ＋ ．％。 ２ ０１ Ｎ ￣Ｏ ＋２％ （ Ｈ － Ｐ Ｎ）＋Ｏ３％ Ｐ Ｍ ＋４ ａ ３ Ｃ Ｎ ４Ｈ Ａ ＿ Ａ ‰ＣＣ Ｍ ，现场配制与维护的要点如下 ： （ ）配聚合物溶液 。先用纯碱将 水中 的 Ｃ ２ １ ａ ＋ 除去 ，以增加聚合物的溶解度 ，然后加入聚合物絮 凝剂。 （ ）处理清水钻井液 。将配好 的聚合物溶液 ２ 喷人清水钻井液中，喷人位置可以在流管顶部或振 动筛底部。喷人速度取决于井眼大小和钻速 。 （ ）促进絮凝 。加适量石灰或 Ｃ Ｃ： ３ ａ１ ，通过储
作用 ：絮凝沉淀岩屑 ，可以减少钻头的摩阻， 延长钻头的使用寿命 ， 提高钻速和进尺。
２２ 水解 聚丙 烯腈铵 盐 （ Ｈ ． Ｐ Ｎ ） ． Ｎ ４Ｈ Ａ ．
１ 构 造地质特征
无 固相钻 井 液 钻 的应 用 ，主要考 虑 地 层特 征 ，
水解聚丙烯腈铵盐为淡黄色粉末 ，可 以直接应
Ｚ ＨＡＮＧ ｈ ｎ ｐｎ Ｚ ｅ — ｉｇ
煤层气勘探开发柳林示范项 目构造位置处于鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 河 东 煤 田 中段 ，在 Ｃ Ｙ ０ 、 Ｌ 一 ３ Ｃ Ｙ １ 煤层气生产井钻井施工 中采用 以往煤 田勘 Ｌ 一３ 探中常用低固相钻井液 ，用水量大 ，固相含量高 ，
间，减轻钻井液对储层伤害。在确保安全 生产、施工质量的前提下 ，积极探 索采用水基无 固 相聚合物钻井液，并采取相关的防范措施 ，经实践证明能有效地控制井下复杂情况的发 生，
达到 了提高钻井速度、降低钻井成本的 目的。 关键 词 ：煤 层气 生产 井 ；无 固相聚 合 物钻 井液 ；时效分 析 中图分类 号 ：Ｐ １．１ ６ ８１ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１０— ０３（ ０ １ ０ — ０ １０ ０ ７ １８ ２ １ ） ５０ ５— ２
１ １ １ ５ ／ ｍ ，漏斗粘度 ２～ ０ ，ｐ ． ～． ａ ０ ０ｇ ６ ３ Ｈ值 ７ ８ ， ８ ～． ５
上 ，煤田总体上是一个基本 向西倾斜 的单斜构造 ， 区块 内断层稀 少 。
该区主要开发石炭二叠系山西组 、太原组煤层
气 ，产层埋藏深度在 ５０ ００ 。井深结构 ，一 ０ ～１０ ｍ 开 ：用 ６ １． ｍ钻头钻进至超过风化带 １． ３ １ ｍ １５ ００ ｏ ｍ。二开 ：用 ２ ５ ｍ钻头钻至 目的煤层 （ ｌ． ｍ ９ ９ 煤层底 ） 以下 ５ ． ｍ完钻 。 钻遇地层第 四系 石 ００ Ｏ 千峰组 、上石盒子组 ，下石盒子组、山西组 、太原
２１ 年第 ５ ０１ 期
河 北 煤 炭
５Biblioteka Baidu １
无相合钻 液柳煤气 井的用 固聚 物 井在 林 层钻 中应
张振 平
（ 中国煤炭地质总局 第一勘探局地质勘查院 ，河北 邯郸 ０６０ ） ５００
摘 要 ：根据柳林试验 区煤层气开发利用 一体化、低成本开发战略要求 ，在技术要求范围之 内尽可能采用新工艺、新技术 ，以缩短钻井周期，提高作业效率，缩短钻井液对储层浸泡时
使 用 该 无 固 相 钻 井 液 ， ＣＹ ２、 ＣＹ ３、 在 Ｌ 一３ Ｌ 一 １ Ｆ － Ｐ６ Ｌ Ｅ 井进行了生产实验 ，所钻井眼规则 ，钻速 可高达 ６ ｈ ，具有较低的密度，同时粘度也可调 ｍ／ 整 ，流动性很好 ，钻头寿命延长 ２ ０％～３ ％，钻 ０ 井液成本低 ，具有较好的携带和悬浮岩屑的能力 ，
即所钻井段无高压气层 ；力学稳定 ，不需要用高 比 重泥浆克服井塌。该区属稳定地层 ，适用无固相聚 合物钻井液。
煤层气勘探开发柳林示范项 目 位于山西省柳林
县境 内 ，黄河东岸一 吕梁 山西坡的南北 向构造 带
不利于清除岩屑 ，机械钻速低 ，易引起泥岩膨胀分 散 ，导致坍塌 、断杆、卡钻 、井眼不规则等复杂问 题 ，成本高 ，完钻周期长 ， 严重的制约了钻井质量 及井队经济效益 、环境效益的提高。针对该区地质 和钻井作业特点 ，在低固相双聚泥浆的基础上，井 队采用 了一种无固相钻井液 ，即以清水作为基液 ， 加人高分子聚合物 （ 聚丙烯腈 、聚丙烯酰胺的水解 物） 、高分子量纤维素 （ Ｍ 等 人工配制成具 Ｃ Ｃ） 有一定黏度 、静切力等性 能的钻井 液 ，其 密度 为
Ａｐ ｌ ａｉｎｏ ｅｎ ｏｉ ｈ ｓ ｏ ｒ ｒｌ ｎ ｕ ｄ ｐ ｉ ｔ ｆ ｈ ｏｓ ｌ ｐ ａ ｅｐ ｌｍｅ ｉ ｌ ｇｆ ｉ ｃ ｏ ｉ ｔ ｄ ｙ ｄ ￣ｔ ｎｌ ｉ ｌ ｌ
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作用 ： 降低高压差失水的特殊功能和良好的 有 热稳定性 ，能改善钻井液流变性 ，抑制粘土水化分 散 ，具有一定 的抗盐能力 ；由于 Ｎ ４ Ｈ 在页岩 中的 镶嵌作用 ，具有一定的防塌效果 ，与聚丙烯酰胺钾
盐共使用兼有降粘作用 。 ２３ 高分子量纤维素 （ Ｍ ． Ｃ Ｃ）
且能在井壁上形成致密的吸附膜 ，具有一定的护壁 能力 ；并有较好的润滑和减阻作用，提高了钻井速 度 ，获得较好成果。
２ 聚合物处理剂材料及作用
２１ 水解 聚丙 烯酰胺 （ Ｈ Ａ） ． Ｐ Ｐ
水解聚丙烯酰胺 （ 简称 Ｐ Ｐ Ｈ Ａ或 Ｐ Ｐ） 由聚 Ｈ 是
丙烯酰胺水溶液加碱水解制得。
用 于 各 种 水 基 钻 井 液 体 系 中 ，含 有 一 Ｏ Ｈ ＣＯ 、
５ ２
一
河 北 煤 炭
３２ 二 开 。
２ １ 年第 ５ ０１ 期
Ｃ Ｏ Ｈ 、 一 Ｏ Ｈ 、 一 Ｎ 等 基 团 ，分 子 量 在 ＯＮ， ＣＮ２ Ｃ
１０ ０—５ ０ ０之 间 。 ００ ００
钻遇地层为石千峰组 一 太原组 ，钻进前应配置
好钻井液 ， 配方为 Ｈ ｏ＋ ．％。 ２ ０１ Ｎ ￣Ｏ ＋２％ （ Ｈ － Ｐ Ｎ）＋Ｏ３％ Ｐ Ｍ ＋４ ａ ３ Ｃ Ｎ ４Ｈ Ａ ＿ Ａ ‰ＣＣ Ｍ ，现场配制与维护的要点如下 ： （ ）配聚合物溶液 。先用纯碱将 水中 的 Ｃ ２ １ ａ ＋ 除去 ，以增加聚合物的溶解度 ，然后加入聚合物絮 凝剂。 （ ）处理清水钻井液 。将配好 的聚合物溶液 ２ 喷人清水钻井液中，喷人位置可以在流管顶部或振 动筛底部。喷人速度取决于井眼大小和钻速 。 （ ）促进絮凝 。加适量石灰或 Ｃ Ｃ： ３ ａ１ ，通过储
作用 ：絮凝沉淀岩屑 ，可以减少钻头的摩阻， 延长钻头的使用寿命 ， 提高钻速和进尺。
２２ 水解 聚丙 烯腈铵 盐 （ Ｈ ． Ｐ Ｎ ） ． Ｎ ４Ｈ Ａ ．
１ 构 造地质特征
无 固相钻 井 液 钻 的应 用 ，主要考 虑 地 层特 征 ，
水解聚丙烯腈铵盐为淡黄色粉末 ，可 以直接应
Ｚ ＨＡＮＧ ｈ ｎ ｐｎ Ｚ ｅ — ｉｇ
煤层气勘探开发柳林示范项 目构造位置处于鄂 尔 多 斯 盆 地 东 缘 河 东 煤 田 中段 ，在 Ｃ Ｙ ０ 、 Ｌ 一 ３ Ｃ Ｙ １ 煤层气生产井钻井施工 中采用 以往煤 田勘 Ｌ 一３ 探中常用低固相钻井液 ，用水量大 ，固相含量高 ，
间，减轻钻井液对储层伤害。在确保安全 生产、施工质量的前提下 ，积极探 索采用水基无 固 相聚合物钻井液，并采取相关的防范措施 ，经实践证明能有效地控制井下复杂情况的发 生，
达到 了提高钻井速度、降低钻井成本的 目的。 关键 词 ：煤 层气 生产 井 ；无 固相聚 合 物钻 井液 ；时效分 析 中图分类 号 ：Ｐ １．１ ６ ８１ 文献标 识码 ：Ｂ 文章编 号 ：１０— ０３（ ０ １ ０ — ０ １０ ０ ７ １８ ２ １ ） ５０ ５— ２
１ １ １ ５ ／ ｍ ，漏斗粘度 ２～ ０ ，ｐ ． ～． ａ ０ ０ｇ ６ ３ Ｈ值 ７ ８ ， ８ ～． ５
上 ，煤田总体上是一个基本 向西倾斜 的单斜构造 ， 区块 内断层稀 少 。
该区主要开发石炭二叠系山西组 、太原组煤层
气 ，产层埋藏深度在 ５０ ００ 。井深结构 ，一 ０ ～１０ ｍ 开 ：用 ６ １． ｍ钻头钻进至超过风化带 １． ３ １ ｍ １５ ００ ｏ ｍ。二开 ：用 ２ ５ ｍ钻头钻至 目的煤层 （ ｌ． ｍ ９ ９ 煤层底 ） 以下 ５ ． ｍ完钻 。 钻遇地层第 四系 石 ００ Ｏ 千峰组 、上石盒子组 ，下石盒子组、山西组 、太原
２１ 年第 ５ ０１ 期
河 北 煤 炭
５Biblioteka Baidu １
无相合钻 液柳煤气 井的用 固聚 物 井在 林 层钻 中应
张振 平
（ 中国煤炭地质总局 第一勘探局地质勘查院 ，河北 邯郸 ０６０ ） ５００
摘 要 ：根据柳林试验 区煤层气开发利用 一体化、低成本开发战略要求 ，在技术要求范围之 内尽可能采用新工艺、新技术 ，以缩短钻井周期，提高作业效率，缩短钻井液对储层浸泡时