一种适用于深煤层的低伤害完井液

摘要

本发明公开了一种适用于深煤层的低伤害完井液，由以下各组分按重量份配比组成：100份淡水，0.6～1.8份增粘剂，10～60份密度调节剂，0.5～1.5份缓蚀剂，1～3份抑制剂，0.3～0.5份防水锁剂，0.02～0.05份消泡剂，0.7～1.5份储层保护剂。所述淡水为自来水或地层排出水，增粘剂为黄原胶与高粘聚阴离子纤维素或高粘羧甲基纤维素钠的混合物，密度调节剂为空心玻璃微珠，缓蚀剂为1，3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮，抑制剂为有机胺抑制剂，防水锁剂为壬基酚聚氧乙烯醚，消泡剂为有机硅消泡剂，储层保护剂为碳酸钙和纸纤维的混合物。本发明能够适用于不同压力系数地层，与深煤层及地层流体有良好的配伍性，有效减少对于煤层的损害。

权利要求

1.一种适用于深煤层的低伤害完井液，由以下各组分按重量份配比组成：100份淡水，

0.6-1.8份增粘剂，10-60份密度调节剂，0.5-1.5份缓蚀剂，1-3份抑制剂，0.3-0.5份防水锁剂， 0.02-0.05份消泡剂，0.7-1.5份储层保护剂；所述增粘剂为黄原胶与高粘聚阴离子纤维素或黄原胶与高粘羧甲基纤维素钠的混合物；所述密度调节剂为空心玻璃微珠；所述缓蚀剂为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；所述抑制剂为有机胺抑制剂；所述防水锁剂为壬基酚聚氧乙烯醚；所述消泡剂为有机硅消泡剂；所述储层保护剂为目数为400-7000目的碳酸钙和直径在2-12μm、长度在1-4mm的纸纤维的混合物。

2.如权利要求1所述的适用于深煤层的低伤害完井液，其特征在于，所述淡水为自来水或地层排出水。

3.如权利要求1所述的适用于深煤层的低伤害完井液，其特征在于，所述密度调节剂为空心玻璃微珠，其抗压强度大于20MPa、真密度范围0.3-0.6 g/cm3、粒径范围小于100μm。

说明书

一种适用于深煤层的低伤害完井液

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于深煤层的低伤害完井液，属煤层气井钻井工程技术领域。

背景技术

[0002] 我国的煤层气资源较为丰富，其作为非常规能源正逐步进入开采阶段，而在其中1000～2000m的深煤层气地质资源量达到22.54万亿方，深煤层是煤层气勘探开发的一个重要方向。而高效开发煤层气，入井流体特别是钻井完井液的使用就显得尤为重要，这也是煤层气钻井工程领域的研究热点。

[0003] 相对于浅煤层来说，深煤层具有低渗、低饱和度、地应力高、裂缝体系发育等特征，在开发过程中常无法形成稳定产能。而针对这种情况，在煤层气井钻井完井中入井流体就需要更加有针对性。常规的煤层气井完井过程中更多的是采用“清水+少量KCl”或者低固相聚合物体系作为完井液进行现场施工，这种方法在浅煤层中较为适用。而深煤层中由于深煤层的地应力更高、地层的裂缝结构复杂且极为发育、地层的压力系数较低，使用常规的清水完井液或者低固相聚合物体系容易造成坍塌、易漏的情况。即使在钻井过程中不出现工程事故，常规完井液进入煤层后也会对煤层气储层造成极大的伤害，这使本就极低的常量变得更低，甚至出现不出气的情况。

[0004] 目前，为解决深煤层井的顺利钻进问题，常采用无固相聚合物体系、泡沫体系等。然而无固相聚合物体系其本身的密度不能够调节到与地层压力系数相匹配的程度，容易出现复杂事故；而泡沫体系能够相对较好地解决深煤层中遇到的问题，但是现有的泡沫体系其泡沫的稳定性较差，泡沫的半衰期较短，在钻井完井中依然会出现较多的问题。总而言之，现用的完井液在深层中使用还存在着极大的弊端，有待改进和创新。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种适用于深煤层的低伤害完井液，该完井液有良好的密度可调性，能够适用于不同压力系数地层，体系稳定性良好，与深煤层及地层流体有良好的配伍性，有效减少对于煤层的损害，同时完井液中使用的微米级空心微珠承压能力强、稳定性好，能够有效起到暂堵作用，减少完井液滤失。

[0006] 为到达以上技术目的，本发明提供以下技术方案：

[0007] 一种适用于深煤层的低伤害完井液，由以下各组分按重量份配比组成：100份淡水，0.6～1.8份增粘剂，10～60份密度调节剂，0.5～1.5份缓蚀剂，1～3份抑制剂，0.3～0.5份防水锁剂，0.02～0.05份消泡剂，0.7～1.5份储层保护剂。

[0008] 所述淡水为自来水或地层排出水。

[0009] 所述增粘剂为黄原胶与高粘聚阴离子纤维素或黄原胶与高粘羧甲基纤维素钠的混合物，黄原胶与高粘聚阴离子纤维素(或高粘羧甲基纤维素钠)的重量比为1：0.8～1.2。

[0010] 所述密度调节剂为空心玻璃微珠，其抗压强度大于20MPa、真密度范围0.3～0.6g/cm3、粒径范围小于100μm。

[0011] 所述缓蚀剂为1，3-二甲基-2-咪唑啉酮。

[0012] 所述抑制剂为有机胺抑制剂，含有阳离子基团胺基、醚键和多个羟基官能团。

[0013] 所述防水锁剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

[0014] 所述消泡剂为有机硅消泡剂，符合国家标准GB/T26527-2011。

[0015] 所述储层保护剂为目数为400～7000目的碳酸钙和直径在2～12μm、长度在1～4mm的纸纤维的混合物。

[0016] 所述适用于深煤层的低伤害完井液的制备方法，过程如下：向100份淡水中加入0.6～1.8份增粘剂搅拌均匀，根据密度要求加入10～60份密度调节剂搅拌均匀，再依序加入0.5～1.5份缓蚀剂、1～3份抑制剂、0.3～0.5份防水锁剂、0.02～0.05份消泡剂、0.7～
1.5份储层保护剂搅拌均匀，即得适用于深煤层的低伤害完井液，上述物质均为重量份。

[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0018] (1)本发明低伤害完井液与深煤层内煤基质及地层流体均有良好的配伍性，可有效减少煤层气完井液对煤层气储层的伤害；

[0019] (2)本发明低伤害完井液有良好的密度可调性，可根据储层压力系数和钻井的需要调节；

[0020] (3)本发明低伤害完井液具备在高压下作业能力，体系内空心玻璃微珠最大承压能力可达4800psi，能够保持长期稳定；

[0021] (4)本发明低伤害完井液中的空心玻璃微珠不仅具有调节密度的效果，同时由于其粒度较小的原因，可部分充当暂堵粒子的作用，提高储层保护能力。

具体实施方式

[0022] 下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。

[0023] 一、适用于深煤层的低伤害完井液的制备

[0024] 实施例1

[0025] 一种适用于深煤层的低伤害完井液，由以下各组分按重量份配比组成：

[0026] 100份淡水，0.5份黄原胶，0.5份高粘聚阴离子纤维素，20份空心玻璃微珠，0.6份缓蚀剂，1.5份有机胺抑制剂，0.3份防水锁剂，0.02份消泡剂，0.5份碳酸钙，0.2份纸纤维。

[0027] 实施例2

[0028] 一种适用于深煤层的低伤害完井液，由以下各组分按重量份配比组成：

[0029] 100份淡水，0.65份黄原胶，0.65份高粘羧甲基纤维素钠，30份空心玻璃微珠，0.7份缓蚀剂，1.6份有机胺抑制剂，0.4份防水锁剂，0.03份消泡剂，0.5份碳酸钙，0.2份纸纤维。

[0030] 实施例3

[0031] 一种适用于深煤层的低伤害完井液，由以下各组分按重量份配比组成：

[0032] 100份淡水，0.8份黄原胶，0.8份高粘聚阴离子纤维素，40份空心玻璃微珠，0.8份缓蚀剂，1.8份有机胺抑制剂，0.5份防水锁剂，0.04份消泡剂，0.5份碳酸钙，0.2份纸纤维。二、适用于深煤层的低伤害完井液的性能测试

[0033] 通过实验测得3个实施例制得的低伤害完井液的性能评价数据，如表1所示。

[0034] 表1低伤害完井液配方性能评价表

[0035]

[0036] 表中：

[0037] AV：完井液表观粘度，mPa·s，

[0038] PV：完井液塑性粘度，mPa·s，

[0039] YP：完井液动切力，Pa，

[0040] Gel：完井液静切力，Pa，

[0041] FLAPI：完井液中压失水、API滤失量，mL。

[0042] 由表1中的数据结果可知：

[0043] (1)热滚前后，实施例1、2、3中表观粘度、塑像粘度等变化不大，动切力、静切力保持较好，充分说明本发明体系稳定性好，有良好的流变性；

[0044] (2)热滚后，实施例1、2、3中的中压失水均保持在5mL以下，符合现场施工的要求，同时实施例1、2、3中失水持续降低，表明空心玻璃微珠有一定的暂堵作用；

[0045] (3)热滚前后静置24h后可视范围内完井液内部空心微珠无上浮现象，表明本发明完井液体系悬浮性能良好，体系具有良好的悬浮稳定性。

[0046] 通过实验测得3个实施例制得的低伤害完井液储层保护性能数据，如表2所示。

[0047] 表2低伤害完井液配方储层保护性能评价表

[0048]

[0049] 表中所用岩心为沁水盆地柿庄北区块深煤层岩心。

[0050] 实验数据表明，实施例1、2、3中低伤害完井液岩心渗透率恢复率超过85％，储层保护效果良好。