[发明专利]一种封堵煤层裂隙的复合盐水钻井液

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液，特别是一种封堵煤层裂隙的复合盐水钻井液，属于石油钻井领域。

背景技术

靖南水平井在现有的钻探施工过程中，斜井段煤层垮塌发生频繁。常用的是复合盐水钻井液体系，以往该体系中封堵性材料的含量较低，往往在钻穿煤层后的起下钻过程中煤层发生垮塌，造成埋钻具填井侧钻，经济损失巨大，导致煤层垮塌的主要因素如下：

1、钻进煤层时施工措施和施工参数不到位，对煤层造成较大机械伤害，促进了煤层隔理和节理的进一步形成，钻井液进入煤层裂隙后形成膨胀压力诱导煤层垮塌。

 2、钻进煤层时钻井液中封堵粒子的含量较少，不能够填充和封堵煤层裂隙，导致钻井液进入煤层裂隙形成膨胀压力，当液柱压力小于该膨胀压力时，促进了煤层的垮塌。

 3、较低的钻井液粘切冲刷破坏近井壁煤层表面形成的屏蔽环，促进了煤层隔理和节理的进一步形成，诱导钻井液进入煤层裂隙造成煤层垮塌。

发明内容

   本发明的目的是为了克服现有技术中存在的缺陷，提供一种封堵煤层裂隙的复合盐水钻井液，它使斜井段完井一次成功率大大提高，大大减少了煤层垮塌，缩短了斜井段施工周期，提高了工作效率。

本发明的技术方案为：一种封堵煤层裂隙的复合盐水钻井液，其特征是：它是由以下组分及其质量百分比组成：细目碳酸钙为6—8%、乳化沥青粉为4—6%、重晶石为10—12%、石灰石粉为2—4%、羧甲基淀粉为3-4%、甲酸钠为8-10%、工业盐为4-6%、氯化钾为2-4%、聚阴离子纤维素为0.6-0.8%、其余组分为清水；所述的乳化沥青、碳酸钙、重晶石和石灰石粉总称为封堵性材料。

所述的细目碳酸钙的粒度为1—20μm、乳化沥青粉的粒度为0.1—10μm、重晶石粒度为10—100μm、石灰石粉的粒度为20—160μm。

使用该钻井液的工艺包括以下主要技术措施： 

1） 控时钻进：钻时10-20分/米，参数：钻压1-2吨，转速30r/min，排量30L/S，钻进过程中参数根据钻时适当小范围调整；禁止在煤层段长时间定点循环，煤层段禁止滑动作业，减少测斜，钻进过程中密切注意钻时、扭矩，有异常情况，立即停止钻进，不能停泵，上提观察；

2） 钻井液要求：①煤层打开之前井斜45-55度之间钻井液中封堵性材料重晶石、石灰石粉、细目碳酸钙为和乳化沥青粉及其他组分羧甲基淀粉、甲酸钠、工业盐为、氯化钾、聚阴离子纤维素必须达到所要求的配方量；使钻井液性能调至比重1.31-1.33 g/cm³, 粘度80-90s，失水≤2ml/30min，初失水时间＞200s，封堵性材料总量达到22-30%；②打开煤层泥饼防透水时间不能低于100s，防透水失水＜2ml/30min，HTHP＜6ml。

3）煤层段以下地层起钻前，充分循环钻井液至少2周以上，确保井眼清洁，循环钻井液时钻具转速与正常钻进煤层时一致30 r/min，避免对煤层的机械伤害；起钻每3柱井筒必须灌满泥浆。

4） 起到煤层段有遇阻，上提不能超过15吨，否则将钻具下2-3柱后避开煤层段开泵循环至少30分钟以上，再重新上提看是否有遇阻，若无遇阻，则正常起钻，若有遇阻，必须将钻具重新下回2-3柱，避开煤层进行循环处理泥浆；下钻在煤层遇阻，开泵小排量划眼，避免大排量冲垮煤层。

本发明的先进之处在于对钻井液的封堵性能引入了透水的概念，对钻井液性能比以往提出更高的要求。

本发明的技术效果为：

本发明基于现有复合盐水钻井液体系之上，调整了不同粒径封堵性材料的比例和加量，与以往的配比和加量对比，在钻井液中加入不同粒径级别刚性粒子和软化粒子材料，找出合适的配比和加量维护煤层井壁稳定，斜井段完井一次成功率大大提高，大大减少了煤层垮塌造成的复杂，缩短了斜井段施工周期，单井建井周期缩短明显，为靖南水平井的提速工作提供了有力的技术支撑；特别适用于下古水平井斜井段本溪煤层地区。

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，但不作为对本发明的限定。

具体实施方式

实施例1