[发明专利]一种保护煤层气储层的水平井钻井液

说明书

技术领域：

本发明涉及一种保护煤层气储层的水平井钻井液，属煤层气开采工程化学剂技术领域。

背景技术：

随着我国对能源的需要越来越大，煤层气作为非常规天然气（煤层气，页岩气，致密砂岩气和气体水合物）之一也越来越受到重视，目前我国煤层气的开采已经进入蓬勃发展阶段。

与国外煤层气相比，我国的煤层气有其特殊之处，那就是煤层的低孔低渗特性，即单井产量低，这种低产特性也决定了我国煤层气开发的低成本战略。采用水平井进行煤层气开采的应用越来越广泛，目前大多采用清水作为水平井的钻井液。清水钻井液具有成本低、无固相等优点，也基本能够满足水平井钻井工程的作业要求。

但清水钻井液也存在以下几方面不足：1、清水的矿化度偏低，易引起煤层中粘土矿物的水化膨胀，从而堵塞煤层气的渗流通道；2、取自地表的清水与地下的煤层水不配伍，存在结垢现象；3、在正压差钻井情况下，侵入低渗煤层的清水返排能力弱，对煤层气后期的排水开采极为不利；4、清水絮凝能力弱，不能将钻头破碎的细小煤屑及时清除，从而造成细小煤屑侵入煤层引起固相堵塞。

为了保护煤层气储层，提高煤层气开采的产量，必须对现有的清水钻井液进行改进，以适应煤层气储层保护技术的要求，满足煤层气开采生产的实际需求。

发明内容：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种保护煤层气储层的水平井钻井液，其具有适宜的矿化度，与煤层水混合后不结垢，表面张力较低，界面活性强，侵入低渗煤层后容易返排，具有与煤层配伍性好、絮凝能力强、成本低、环境友好的特点。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明所提供的一种保护煤层气储层的水平井钻井液，其组成为水、防膨剂、助排剂、防垢剂、絮凝剂；各组分的重量百分比以100％的水的重量为基准，各添加剂占水的重量的百分比为：

防膨剂：0.2～0.5％；

助排剂：0.05～0.1％；

防垢剂：0.001～0.005％；

絮凝剂：0.2～0.5％；

所述的防膨剂为工业级氯化钾，利用钾离子独特的防膨机理，能有效抑制煤层中粘土矿物水化膨胀；

所述的助排剂为壬基酚聚氧乙烯醚OP-10；

所述的防垢剂为羟基亚乙基二膦酸HEDP；

所述的絮凝剂为液体聚合氯化铝PAC。

本发明与现有的技术相比具有如下有益效果：

1、与煤层配伍性好，具有适宜的矿化度，不会导致煤层中粘土矿物水化膨胀，与煤层水混合后不会出现结垢现象。

2、界面活性强，具有较低的表面张力，侵入低渗煤层后比较容易返排。

3、絮凝能力强，对于钻头破碎后的细小煤屑能够及时产生絮凝作用，结合地面固控设备快速清除，从而有效降低钻井液固相对煤层造成的堵塞损害。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：

本发明所提供的一种保护煤层气储层的水平井钻井液，各组分的重量百分比以100％的水的重量为基准，各添加剂占水的重量的百分比为：

防膨剂：0.2％；助排剂：0.05％；防垢剂：0.001％；絮凝剂：0.2％。

配制方法：由于上述各添加剂均为小分子或低分子化学物质，溶解比较快速而且配制简单，将各组份用水充分溶解后混合即可。

实施例2：

本发明所提供的一种保护煤层气储层的水平井钻井液，各组分的重量百分比以100％的水的重量为基准，各添加剂占水的重量的百分比为：

防膨剂：0.3％；助排剂：0.05％；防垢剂：0.003％；絮凝剂：0.5％。

配制方法：由于上述各添加剂均为小分子或低分子化学物质，溶解比较快速而且配制简单，将各组份用水充分溶解后混合即可。

实施例3：

本发明所提供的一种保护煤层气储层的水平井钻井液，各组分的重量百分比以100％的水的重量为基准，各添加剂占水的重量的百分比为：

防膨剂：0.5％；助排剂：0.1％；防垢剂：0.005％；絮凝剂：0.4％。

配制方法：由于上述各添加剂均为小分子或低分子化学物质，溶解比较快速而且配制简单，将各组份用水充分溶解后混合即可。

对实施例1、实施例2和实施例3配制的保护煤层气储层的水平井钻井液按照中华人民共和国国家标准GB/T 16783.1-2006《石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液》进行性能测定。