页岩气水基钻井液技术研究

发布时间：2018-01-26 16:04

本文关键词： 页岩气水基钻井液抑制氯化钙井壁稳定　出处：《长江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：页岩气是指存在于富含有机质的暗色页岩或高碳质泥页岩中,主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源,主要成分是甲烷。页岩气藏具有自生自储、无气水界面、大面积连续成藏、低孔低渗等特征。页岩气资源储量丰富,约占全球非常规天然气资源的50%。美国通过页岩气革命,不但改变了天然气大举进口的局面,实现自给自足,大幅降低了本国能源价格,还从一个能源进口国变成一个能源输出国。我国页岩气储量丰富,居世界第一,但是国内页岩气的勘探开发尚处于起步阶段。近些年来我国页岩气行业发展迅速,已经在中国渤海湾及松辽、四川和吐哈等盆地发现了高含有机炭的页岩。目前中石化在重庆涪陵地区,中石油在四川威远地区都在进行大规模的商业化页岩气开采,成效显著。由于页岩地层易水化膨胀,加之我国页岩气储层地质结构复杂,井下事故频发,目前我国页岩气钻井多采用抑制性好、润滑性强的油基钻井液。但是由于油基钻井液成本高,污染大,而且油基钻井液条件下浅层气井固井难度大,使用油基钻井液钻井,二个界面存在油泥,水泥胶结质量难以保证；加之与油基钻井液配套设施不成熟,因此迫切需要研发一种适用于页岩气水平井作业的强抑制高性能低污染的水基钻井液。本文分析了国内外页岩气钻井液发展现状,深入研究了页岩水化膨胀机理和抑制机理,对比目前常用的页岩抑制剂,选用高浓度的氯化钙溶液为主要抑制剂,改性黄原胶JH-VIS为增粘剂,并以此为基础,开发了一套高含钙的强抑制性水基钻井液。基础配方为：淡水+0.5%CMC-LV(稳定剂)+0.3JH-VIS(流型调节剂)2.0%FLOCAT(降滤失剂)+2.0%SMP-1(降滤失剂)+2.0%RS-1(降滤失剂)+2.0%CMJ(成膜剂)+2.5%CPI(粘土稳定剂)+20%CaCl2(抑制剂)+2%JLX-B(润滑剂)+重晶石(ρ=1.50g/cm3)。1.该体系采用高浓度的CaCl2溶液作为抑制剂,是一种高钙钻井液,配合淀粉类成膜封堵剂,具有良好的页岩抑制效果。采用涪陵页岩气钻井现场岩屑进行滚动回收率评价,一次回收率97.13%,二次回收率96%。2.该体系采用改性生物胶JH-VIS做为流型调节剂,该调节剂具有良好的抗盐效果,体系整体流变性能良好,达到了低粘高切的要求,既能满足水平井作业对钻井液携岩能力的要求,又具有较低的表观粘度,有利于提高机械钻速。3.该体系采用几种抗盐淀粉类降失水剂和磺化酚醛树脂复配作为降失水剂,磺化酚醛树脂具有良好的吸附作用,能够吸附在页岩表面,而淀粉类降失水剂具有良好的成膜封堵效果,复配后泥浆滤饼薄而致密,不仅降滤失效果良好,而且还能够有效地增强井壁强度,防止井壁失稳。4.该体系采用聚合醇类润滑剂JLX-B作为润滑剂,泥浆摩阻系数0.12,润滑效果良好,能够满足水平井钻井对润滑性能的要求。5.该钻井液体系具有良好的抗温性能,在110℃时仍然能够保持较好的流变性能和滤失性能,体系的切力也没有明显的降低,具备良好的携带岩屑的能力。6.该钻井液体系具有良好的加重性能,体系最高密度可达1.8g/cm3,在密度低于1.8g/cm3时,钻井液都能保持良好的流变性能和滤失性能,而且不会出现沉降分层等问题。7.该体系流变性能稳定,抗侵污性能良好,室内分别采用NaCl和搬土进行了抗侵污性能评价,结果表明,该钻井液体系抗侵污性能良好,在少量NaCl和搬土侵污的条件下,仍然具有较好的流变性能和将滤失性能。
[Abstract]:shale gas is a kind of oil - based drilling fluid which is rich in shale gas reserves and has no gas - water interface , large - area continuous accumulation , low porosity and low permeability . The system uses several kinds of salt - resistant starch - reducing water - loss agent and sulfonated phenol - formaldehyde resin as the water - reducing agent , the sulfonated phenol - formaldehyde resin has good adsorption effect , and can be adsorbed on the shale surface .

【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE254

【参考文献】