煤层气钻探低密度钻井液物/化协同降滤失研究

朱金勇¹，侯淑鹏¹，陈礼仪¹，王胜¹，邹杰²，宋佳奇³

1. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室2. 四川省川建勘察设计院3. 四川西南交大土木工程设计有限公司

摘 要：针对低压力系数孔隙裂隙煤岩储气层钻进过程中的储层损害及孔壁不稳定问题,采用微观分析和试验研究相结合的方法,开展了拥有物/化协同降滤失性能的钻井液体系的研制。分别对由超细惰性材料、化学添加剂配制的钻井液进行API失水试验,并采用扫描电镜分析手段对所形成的泥皮进行微观形貌分析。通过正交试验研制出拥有物/化协同降滤失性能的钻井液优化配方,采用扫描电镜分析手段对其泥皮进行微观形貌分析及性能评价。通过API试验、扫描电镜分析得到了空心玻璃微珠颗粒在泥皮中搭桥形成微米级孔隙发育的空间结构,使基浆滤失量增加;纳米二氧化硅在泥皮中形成的空间结构松散,孔隙率大,导致滤失量随纳米二氧化硅剂量的增加由24 m L迅速增加至50m L。而降滤失剂泥皮光滑致密,能使基浆滤失量由24 m L降低至10 m L左右。最终通过正交试验优化了含超细惰性材料的钻井液配方。研究结果对于揭示超细惰性材料与黏土矿物及降滤失剂的相互作用机理以及低压力系数孔隙裂隙煤岩储气层的快速钻进具有重要意义。

关键词：降滤失;空心玻璃微珠;纳米二氧化硅;低压力系数;孔隙裂隙煤岩储气层;