保护煤储层油溶性暂堵材料的评价

煤储层的机械强度低,渗透率低,孔隙压力小,相对于油气层更易受污染。油溶性暂堵材料可在固井的同时降低对煤储层的伤害,保证了一定的渗透率。结合山西晋城煤矿煤样,通过"弹子床"实验和岩心流动实验,对比了几种油溶性暂堵材料的暂堵率和解堵率,在此基础上评价几种油溶性暂堵材料的性能。结论认为:YBZD-1、HJ-Z、正清然以及BPA油溶性暂堵剂都具有一定的暂堵和解堵效果,但HJ-Z的性能不达标;YBZD-1油溶性暂堵剂需要结合实际与小粒径暂堵剂配合使用。     

可降解钻井液对煤岩渗透率的影响评价

在煤矿瓦斯（煤层气）抽采过程中,要求钻井液既能有效地保持孔壁稳定,又尽可能降低对煤层的伤害。笔者分别以原状煤样（模拟较致密的煤岩）和人工煤样（模拟较松散或大裂隙煤岩）为实验对象,通过比较不同阶段（污染前、污染后、生物酶解堵和酸化解堵）煤岩渗透率的变化,评价了可降解钻井液对煤岩的暂堵与解堵效果,并探讨了其现场实施工艺。通过实验发现：可降解钻井液能满足钻进煤层时的护孔要求;采用“生物酶＋稀盐酸”浸泡解堵工艺可清除聚合物和碳酸盐岩类矿物带来的伤害,而单独使用其中一种工艺均会降低解堵效果;稀盐酸解堵的效果取决于煤岩和可降解钻井液中碳酸盐岩类矿物的含量;对煤岩进行加热处理可以提高其气测渗透率;可降解钻井液的现场实施工艺方便,应择机在煤层气钻井领域进行现场试验。     

地浸采铀矿层堵塞的化学解堵探索性研究

在对地浸采铀时注液对矿层造成的地层伤害因素及伤害程度进行分析的基础上,进行了有针对性的解堵剂筛选及研究,通过化学解堵有效地解决了试验块断的地层堵塞.     

东胜气田致密砂岩气藏钻井储层保护研究及应用

东胜气田上古生界下石盒子组为致密砂岩储层,部分区域储层物性好,具备不压裂自然建产潜能,钻井过程中存在井壁失稳及储层损害问题,各因素叠合造成的储层伤害阻碍了气层的产能释放。为进一步提升储层自然建产能力和增加单井产量,在储层渗透率恢复率的基础上,通过储层伤害影响因素分析,引入钻井液侵入深度定量化评价方法,深化了储层伤害机理认识,明确了低密度、无土相、低失水和强封堵的钻井液对策,室内优选了防水锁剂和致密承压复合暂堵剂,优化形成了无土相复合暂堵高酸溶钻井液,储层渗透率恢复率提高至91.11%,泥浆侵入深度降低46.28%。形成的钻井液在锦66井区推广应用,平均单井产量提升11%,并实现3口井自然建产,进一步提高东胜气田致密砂岩储层高效勘探开发的效果。     

枯竭气藏储气库环保型油基钻井液体系研制及性能评价

由于SK储气库储层埋藏较浅、储层物性较好,为减少钻井液对储层的损害,保证储气库安全注采,选用低芳香烃基础油DQ-1,通过对乳化剂、润湿剂、降滤失剂等组分优选确定环保型油基钻井液体系配方:基础油(DQ-1)+有机土(1号)+2%乳化剂(NEP-1+NEP-2)+0.5%润湿剂(ZY-1)+5%降滤失剂Ⅱ型+3%屏蔽暂堵剂SK3+2.5%氧化钙+25%无水氯化钙溶液+重晶石。SK储气库天然岩芯室内实验结果表明,该体系对储层污染较小,具有良好的井壁稳定和储层保护性能。     

油溶性树脂暂堵剂的研究

从暂堵原理出发,研制了一类新型油溶性树脂暂堵剂,室内评价结果表明其油溶性好,封堵强度高,不会对油层造成永久性伤害,渗透率恢复值可达86%以上.     

以膨润土接枝聚合制备泥浆添加剂

通过自由基引发在膨润土颗粒上接枝聚合丙烯酸共聚衍生物的途径，制备了一系列接枝样品。测试了接枝样品对膨润土泥浆流变性和滤失量的影响。与以机械混合法制备的非接枝样品及市售的聚合物降滤失剂进行的对比实验结果表明，通过接枝反应制备的样品，在泥浆中的降滤失性能显著高于非接枝样品，还能比得上市售的聚合物降滤失剂。初步筛选了接枝反应体系的配比及反应温度等条件。     

福山油田保护油气层钻井完井液技术研究

福山油田为典型凝析油气藏,储层孔隙度10%～20%,平均渗透率35×10-3μm2,属于中孔低渗储层,部分为低孔特低渗储层,且水敏、易塌。通过试验选用了以XZD-Ⅱ为暂堵剂的屏蔽暂堵钻井完井液实施油气层保护,取得了较好的保护效果。     

用于煤层解堵的缓冲土酸浓度配比实验优选

缓冲土酸是煤层解堵常用的酸液之一,但HF、HCl和CH_3COOH在其中的浓度配比不同,导致酸化解堵效果不同。为此进行了不同浓度HF、HCl和CH_3COOH配比条件下对泥浆钻井液固相颗粒的溶蚀实验和H+反应速率实验,优选出缓冲土酸解堵的最优浓度配比。根据煤样解堵前、后的渗透率变化对优选酸液解堵效果进行了评价。结果表明:缓冲土酸体系中主要是HF与钻井液中的固相颗粒反应,HF中加入HCl会促进反应,加入CH_3COOH则会降低反应速率;当HF浓度为9%时,溶蚀率最高,能达到45.02%;优选出的缓冲土酸的浓度配比为3%HCl+9%HF+7%CH_3COOH;经优选的缓冲土酸解堵煤样的渗透率能恢复到污染堵塞前的92.08%～110.88%。     

煤岩二次暂堵压裂裂缝扩展规律试验研究

二次压裂是煤层气开采中初次裂缝产量下降时有效增产手段。为研究煤层气储层二次压裂裂缝扩展规律、优化暂堵参数,开展了室内暂堵压裂模拟试验研究。使用大尺寸真三轴压裂模拟系统,样品尺寸为30 cm×30 cm×30 cm,采集沁水盆地煤岩后通过包裹混凝土得到标准试验样品。首先通过加载三轴应力模拟地层环境,后以恒定排量向井筒中注压裂液模拟初次压裂,初次压裂完成后采用CT扫描对岩样内部的初次裂缝形态进行扫描观测,将暂堵剂注入井筒内部并开展二次压裂试验;试验结束通过CT扫描裂缝形态分析二次压裂裂缝形态。试验结果表明：暂堵效果受暂堵剂粒径和用量影响较大。暂堵剂粒径过大,影响压裂液的悬砂效果,暂堵剂容易在井筒内堆积,导致二次压裂施工压力异常升高,暂堵剂粒径过小,难以形成有效封堵,二次压裂时裂缝以沿初次裂缝扩展为主。随着暂堵剂用量的提高,对初次裂缝的封堵效果增强,二次压裂破裂压力升高,促进二次压裂裂缝沿垂直初次裂缝方向的扩展;另一方面暂堵剂进入二次压裂裂缝后形成二次封堵,促进分支裂缝的形成,二次压裂复杂程度升高。研究认为通过暂堵压裂可以促进分支裂缝的形成,提高二次压裂裂缝的复杂程度,增大压裂改造面积提升二...     

煤层气水平井可降解钻井液体系研究

为了尽可能地降低钻井液对煤层气储层的伤害,采用钻井液配方实验、粒度分析测试、滤饼清除实验、高温高压膨胀量测试和煤岩气体渗透率测试等试验手段,对煤层气水平井可降解钻井液体系进行了综合评价。结果表明：在可降解钻井液中,液态的特种生物酶具有较快的破胶速度和较彻底的破胶效果,2 h后破胶率超过85%、破胶后浆液黏度≤2.5 m...     

纳米材料稳定的微泡沫钻井液降低煤层气储层伤害的实验研究

针对我国煤层气储层低孔低压的特点,笔者提出采用纳米材料暂堵技术与可循环微泡沫钻井液相结合的技术思路。通过泡沫钻井液稳定性评价、钻井液性能参数测试与微观形态观测、煤岩膨胀性测试、煤岩滚动回收率评价、原状煤岩气体渗透率测试等方法,对纳米材料稳定的微泡沫钻井液降低煤层气储层伤害的能力进行了评价。结果表明：纳米材料可以提高泡沫钻井液的稳定性;纳米材料稳定的微泡沫钻井液密度（0.7~1.0 g/cm 3）与黏度指标可控,并且能有效抑制煤岩基质吸水膨胀,可满足低孔低压煤层的钻进要求;纳米材料稳定的微泡沫钻井液可有效封堵低孔低渗煤层,而通过表层切片处理后,煤岩气体渗透率恢复率达72%~96%。综合来看,纳米材料稳定的微泡沫钻井液不仅可以保证煤层稳定,还能降低对煤储层的伤害,适合低孔低压煤层气储层钻进。     

Enhancement of long hole drilling efficiency with drilling units with replaceable core tubes

The article presents a procedure to calculate fluid pressure losses in hole drilling with units equipped with replaceable core tubes and using non-Newtonian mud fluids. It is found that main hydraulic loss takes place when mud fluid flows in clearing between a drill string and drill hole walls. Numerical modeling has shown that it is possible to reduce hydraulic pressure loss by 76.5–89.0% by increasing drill string diameter by 2 mm. Based on the analytical research results, diamond drill bits and underreamers with the outer diameters of 78.0 and 78.4 mm, respectively, are manufactured for drilling operations in Talnakh ore field.     

适用于煤层气开采的低密度钻井液技术研究与应用

针对煤储层井壁易坍塌、易受钻井液污染等难题,通过中空玻璃微球密度降低剂的优选及对钻井液性能的影响评价实验,研发了中空玻璃微球低密度钻井液体系.钻井液性能评价实验结果表明：该钻井液具有良好的流变性和滤失性,泥饼薄而致密,API失水量小于5 mL,高温高压失水量小于15 mL,120 ℃老化16 h后钻井液性能稳定,具有很好的抗温性;同时,该钻井液具有很好的抗污染性、防塌性、封堵性、沉降稳定性和保护储层作用.沁南示范区成功进行了1口井的现场试验,钻井液密度0.95 g/cm 3,有效防止了液体对煤储层的污染,有利于后续的煤层气开采。     

钻孔超声波洗井技术试验分析

为了解决传统的水力清洗、机械清洗以及化学试剂清洗等耗时长、成本高、操作工艺复杂的局限性。借鉴超声波清洗技术在众多清洗领域（如油气田的解堵、提高采收率）取得的良好的效果,试图将其应用于水文地质勘探钻孔清洗并分析其可行性。通过分析超声波特性,利用野外钻孔砂岩取心实物室内建立了真实试验钻孔岩心清洗模型和真实砂岩小钻孔2种试验模型针对不同岩性的含水层,模拟钻井液对岩心的污染,采用不同的清洗方法对比研究分析其对渗透率、孔隙度的恢复及清洗效果。研究表明超声波对不同的岩性清洗效果较好,该洗井技术可以应用于水文钻孔洗井。     

泥浆精细化处理装置在钻井施工中的应用

绿色勘查已成为现在地质勘查工作的新常态,传统的地质勘查方法已不能满足现阶段绿色勘探的需求。钻井废浆主要通过泥浆池储存,完井后利用罐车将井场泥浆坑中的钻井废浆运至集中坑池固化处理,井场泥浆池使用防渗隔膜防止污染,但隔膜破损常常发生、井场泥浆洒落时有发生;完钻后的泥浆池恢复,多以掩埋为主,池内残留废浆未做进一步处理,重金属往往超标严重,这与绿色勘探背道而驰。本文分析钻井所产生的废物和论述了泥浆精细化处理技术来控制污染的来源,减少废弃物排放,降低环境污染风险,满足绿色勘查的需求,实现钻井清洁化的生产目标。     

钻井废弃泥浆用作注浆材料的研究

采用X射线衍射仪和激光粒度仪分析朱集西煤矿矸石井钻井泥浆和注浆用黏土浆,显示钻井泥浆的膨胀性黏土矿物含量相对黏土浆高,且黏土颗粒粒径小;通过钻井泥浆对水泥水化历程影响的研究和由钻井泥浆配成的钻井液水泥浆的黏度、塑性强度等性能的研究,证明朱集西煤矿钻井废弃泥浆可代替黏土浆用作注浆材料。     

钻井法凿井泥浆再生调制与废弃处理

钻井法凿井是通过深厚冲积层最可靠的竖井施工方法.钻井法凿井中泥浆起着非常重要的作用,对泥浆劣化的原因进行了分析,阐述了泥浆再生调制和废弃泥浆处理的方法,并对废弃泥浆处理的发展趋势进行了分析.分析结果表明,应从污染物的产生源头治理泥浆污染,对已经产生的污染源应进行无害化处理,以达到最佳环境效益和经济效益,促进钻井法凿井持续发展.     

煤矿井下随钻测量信号泥浆脉冲传输特性研究与试验

基于定向钻孔的地质保障技术可实现矿井致灾隐患的超前探查与治理,但受现有有线随钻测量定向钻进装备制约,存在信号传输干扰因素多、对定向钻具要求高、地层适应性差等不足,亟待开发矿用泥浆脉冲无线随钻测量系统。结合煤矿井下近水平定向钻孔施工特点,小泵量、低泵压和小直径条件下工作需要,建立了泥浆脉冲信号发生机构和水力通道模型,分析了泥浆脉冲信号传输速度、传输强度、衰减规律和传输影响因素等特性,给出了信号反射与透射、泥浆泵噪声干扰、孔内钻头旋转干扰和冲洗液流道阻塞等影响因素的针对性处理方法。分析结果表明,煤矿井下近水平定向钻进宜采用正脉冲方式进行信号传输;以清水作为冲洗液时信号传输速度为1 366.20~1 445.11 m/s;信号脉冲幅值可通过改变流道控制阀与孔板之间的间隙进行调整;信号传输衰减系数随冲洗液流量增大而线性增大,随钻杆柱内径增大而逐渐减小,当信号发射频率f＞0.2 Hz后,衰减系数维持在0.126×10-3 m-1左右;采用煤矿井下常用钻杆,孔深1 500 m时孔口接收信号强度为孔内信号发射强度的73.74%~90.71%。现场试验表明,开发的矿用泥浆脉冲随钻测量系统信号传输误码率为3.2%,脉冲信号实际幅值一般小于理论计算幅值,但误差小于10%,最大实钻传输距离达到1 566 m,且具有更深的信号传输能力。