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泡沫钻井液技术在末端水平对接井应用研究 　　摘 要:韩5H井是中石油煤层气有限责任公司在陕西省韩城市煤层气先导性试验项目中的一口末端对接水平井。该井目的层为石炭系太原组11#煤层。针对韩成地区的煤层低压、低饱和、低渗透的地质特点,以泡沫钻井液为优质钻井液,合理利用配套的泡沫欠平衡钻井工艺施工。在保护煤层不受到伤害和污染,降低钻井施工的风险等方面取得了突破性的成功,为韩南区块煤层气对接井的开发提供了可参考的地质数据,且目前是国内对接间距最长的末端水平对接井。 　　关键词:煤层气;末端对接;泡沫钻井液? 　　中图分类号:TB 　　文献标识码:A 　　文章编号:1672-3198(2010)19-0354-02 　　 　　1 煤层气开发能源的战略需要? 　　据预测,未来中国的天然气需求将保持较高的增长速度。预计到2020年,天然气需求将达到2000亿立方米,近50%的需求将依赖进口。煤层气资源的地缘优势以及开发利用带来的显著社会效益,将使其成为天然气的重要补充。能源是经济发展不可缺少的动力,煤层气这种新的洁净能源渐渐被人们认识,并且它将会成为石油、天然气强大的补充力量,煤层气产业的形成与发展将会给中国的新能源战略带来深远的意义。? 　　2 工程地质概述及钻探目的? 　　2.1 概述? 　　韩5H井位于渭北煤田的铜川――韩城断褶带北部地区的韩城市板桥乡,北与陕北的伊陕单斜区相连,东南隔汾渭断陷与秦岭纬向构造带相望,东北和河东断褶带相接,西与西缘褶皱冲断带相连,总体构造形态是一倾向NW的具波状起伏的缓倾斜大型单斜构造。构造简单,断层稀少,煤层气资源丰富,含气饱和度较好,是理想的煤层气水平对接井施工区。? 　　2.2 钻探目的? 　　评价采用水平井开采11#煤的技术经济可行性,获取较高的产能,为韩城地区11#煤的煤层气的开发探索新的技术方法。? 　　通过韩5H井的地质录井工作,获取实测地质资料,为该区煤层气开发的施工提供可参考的依据。? 　　2.3 工程量简介? 　　韩5H井是一口远距离水平对接井,一开钻达井深121.70m,下入Ф244.5mm表层套管并固井;二开钻进至井深830.00m完钻,下入Ф177.8mm技术套管并固井;三开水平段总进尺679.10m,并实现了与韩5V井对接连通。? 　　3 泡沫钻井液技术简介? 　　泡沫钻井液是气体介质分散在液体中,并配以发泡剂、稳泡剂或粘土形成的分散体系,常用于低压产层钻井。泡沫钻井液一般为硬胶泡沫和稳定泡沫。? 　　硬胶泡沫是气体、粘土、稳定剂、发泡剂配成稳定性比较强的分散体系,用于需要泡沫寿命长、携带能力强的情况,如解决大直径钻井岩屑携带和清洗井底或防漏、堵漏、堵水等问题。? 　　稳定泡沫是指空气(气体)、液体发泡剂和稳定剂配成的分散体系,稳定泡沫能与各类电解质、原油及钻井作业过程的污染物配伍,且能处理水,主要用于保护煤层损害,低压气层及枯竭层、永冻地区(-20-80°C)及地热井钻井。它具有密度低、携岩能力强、对煤层伤害小的特点。? 　　4 钻井液技术难点? 　　由于水平井钻井和低渗透煤层的具体特点,环空中岩屑床的形成、岩屑颗粒的分布及其运移规律,决定了这种井眼轨迹在低渗透煤层水平钻进中容易发生一系列具体问题。? 　　井眼净化:环空岩屑被钻具反复挤压、碾磨,钻井液中颗粒粒径减小、亚微米粒子数增多,引起钻井液粘切升高和固控困难;岩屑床的形成和增厚,造成高的扭矩和阻力,钻压不能充分加至井底,低渗透煤层常给钻头破碎岩石带来困难,因此钻速低,固井完井困难,易引起卡钻。? 　　摩阻控制:水平钻进井眼呈弯曲状态,钻具受重力和形变力作用总是靠着甚至蹩挤井壁,钻具与井壁接触面积大,摩阻增大。井眼轨迹、井身结构以及滤饼摩擦系数,是水平井中起下钻阻力和旋转扭矩的主要可控因素。? 　　井壁稳定:易塌层暴露在钻井液中的面积成倍增加,化学作用加剧;流动阻力引起附加压差增大,随时间延长,进入易塌层的滤液量增多,深度增厚,坍塌的可能性增大;井眼“狗腿”和水平段高增斜率,迫使钻具蹩垮井壁时有发生;上覆地层应力的径向分力随井斜增加而增大,各向同性岩石向井内的侧应力变大,更容易引起垮塌。防漏堵漏:水平段的延伸会增大环空压耗;水平段的净化较差,钻井液流动阻力大,环空压降增大;水平段大多属储层,一般不允许封堵,避免损害产层,实在需要堵漏时只能采用暂堵剂处理井漏。故防漏工艺成为消除水平段漏失的一项措施。? 　　产层保护:水平钻进中产层裸露面积比直井大数十倍,产层浸泡时间比直井多数十倍,随裸露面积和浸泡时间的增加产层损害加重;水平段延长,钻井液流动压力增加,增加的压力直接作用于产层。故低渗透储层水平井的产层损害增大且消除表皮效应困难。? 　　5 钻井液技术? 　　针对韩南区