塔里木盆地依奇克里克区块煤层钻井技术研究.pdf

第 2 7卷第 5期 2 0 0 6年 9月 石 油 学 报 ACTA PETROLEI SI NI CA Vo I ． 2 7 No ． 5 Se p t ． 20 06 文 章 编 号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 6 0 5 一 【 1 0 8 0 4 塔里木盆地依 奇克里克 区块煤层钻 井技术研究 吕开 河 孙 明波 邱 正松 中国石油大学石油工程学 院 山东东营2 5 7 0 6 1 摘要 塔里木盆地 依奇克里克 区块地 层复杂， 钻遇的岩性主要有泥岩 、 砂 岩和煤 层， 井壁 失稳主要发 生在侏 罗系和三叠系 的煤 层井 段 。利用化学分析和力学研究方法 ， 探 讨 了侏 罗系和 三叠 系煤 层的坍塌机理 和 防塌 钻井技术 对策 。实验 结果表 明， 侏 罗系和 三叠 系煤 岩 含 有 较 多 的亲 水 基 团 ， 煤 化 程度 低 ， 密度 低 ， 比表 面 积 大 ， 相 对 吸水 量 和 比 吸 水 量 都 很 高 ； 煤 岩 自身 的 强 度 较 低 ， 吸 水 后 强度 会进 一步下 降， 浸泡液类型和围压 对煤 岩强度有很 大的影响。根据煤层坍塌机理 ， 探讨 了煤层钻井的 防塌技 术 ， 优 选 了适合于煤 层 的多元醇／ KC l 钻井液配方。现场 应用表 明， 所确定 的防塌钻井技术及 多元醇／ KC l 钻 井液 能有效地 防止煤岩 井壁 失稳和其他 井下 复杂情况 的发 生， 确保 了钻井安全 ， 提高 了钻井时效。 关键词 塔里木盆地； 依奇克里克 区块 ； 煤 层； 坍塌机理； 井壁稳定性 ； 钻井液； 钻 井技术 中图分类号 TE 2 4 2 文献标识码 A Dr i l l i n g t e c h n i q u e s f o r c o a l b e d i n Yi q i ke l i k e a r e a o f Ta r i m Ba s i n Ln Ka i h e S u n M i n g b o Qi u Z h e n g s o n g Co l l e g e o f Pe t r o l e u m En g i n e e r i n g，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Pe t r o l e u m ，Do n g y i n g 2 5 7 0 6 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t The c o m p l i c at e d f o r mat i o n i n Yi q i k e l i ke ar e a of Ta r i m Ba s i n c o nt a i ns mu ds t one，s an ds t on e a nd c o al b e d．The i ns t a b i l i t y of b o r e h o l e wa l l d u r i n g d r i l l i n g ma i n l y o c c u r r e d i n c o a l b e d o f t h e J u r a s s i c a n d Tr i a s s i c s y s t e ms ．Th e s y n t h e t i c s l o u g h i n g me c h a n i s m o f c o a l b e d i n t h e J u r a s s i c a n d Tr i a s s i c s y s t e ms wa s s t u d i e d b y c h e mi c a l a n a l y s i s a n d me c h a n i c a l me t h o d s ．Th e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e c oa l s a mpl e s h av e t he p r ope r t i e s o f mor e hyd r op hi l i c gr oup s，b i g s pe c i f i c s ur f a c e a r e a s，l o w de n s i t y a nd p owe r f ul moi s t u r e - a b s or b i n g．The s t r e n gt h o f c oa l s a mpl e s i s ve r y l ow a nd d e c r e a s e s g r e at l y a f t e r t he wa t e r - a b s o r be d．The t y pe of i mme r s e d l i q ui ds a nd ma g n i t u de of c on f i ni n g pr e s s ur e ha v e a gr e at e f f e c t o n t h e s t r e ng t h o f c o a1 ．Ac c or di ng t O t he s l ou gh i n g me c ha ni s m ，t he opt i mu m dr i l l i n g t e c h ni qu e a nd t h e op t i mu m f o r mu l a t i on o f p ol ya l c o hol KCI d r i l l i ng f l uid f o r c oa l be d we r e a c hi e v e d．The f i e l d t es t i n c oa l be d o f Ta r i m Ba s i n de mons t r a t e s t ha t t he b or e hol e wal l wa s s t a bl e，a nd n o o t h e r c ompl e x t r oubl e o c c ur r e d dur i ng dr i l l i n g by t h e opt i mum t e c h nique s a nd dr i l l i ng f l ui d ． Ke y wo r ds Ta r i m Ba s i n；Yi qi ke l i ke a r e a；c o al be d；s l o ug hi ng me c ha ni s m；b or e hol e wal l s t a bi l i t y；dr i l l i n g f l u i d；d r i l l i ng t e c hn i q ue 塔里 木盆 地依 奇 克里 克 区 块 油气 资 源 丰 富 ， 钻 遇 的侏 罗 系和三 叠 系地 层 岩性 有 泥 岩 、 砂 岩 和 煤层 。井 眼失 稳 主要发 生在 煤层 ， 曾多 次 发 生 因煤 层 垮 塌 造 成 接单根困难、 起下钻遇阻、 遇卡、 憋泵等事故 和井下复 杂情况。在钻井过程中， 煤层坍塌造成井 眼直径扩大 严重 ， 井身 质量 差 ， 在 煤 层局 部 形 成 “ 大 肚 子 ” 和“ 糖 葫 芦” 井眼 。钻井 液 的上返速 度差 异大 ， 严重 影响 了携 岩 效率 ， 水泥浆顶替返速达不 到要求 ， 难 以保证 固井 质 量 。上述 情 况 的存 在 严 重 影 响 了 钻 井 进 度 和井 身 质 量 ， 并 给井下 安全 带来极 大威 胁 。笔 者利 用 化学 分析 和力 学研究 相结 合 的方法 ， 研究 了煤 层井壁 坍塌 机理 ， 提 出了煤层 钻井 技术 对策 和 防塌 钻井 液配 方 。 1 煤层坍塌机理实验 侏 罗 系 和 三 叠 系 煤 岩 样 品 均 取 自塔 里 木 油 田 YX 一 1 井 和 YS 一 4井 。为 了更好 地 了解钻 井过 程 中煤 层 坍塌机理 ， 对所取煤岩分别进行 了化学成分、 裂缝特征 和理 化性 能 的测试 。 1 ． 1煤岩 化学 成分 及裂 缝特征 煤 的化学 结构 和物理 化学性 质 随煤化 程度 的不 同 而发生变化。随着煤化程度 的加大， 煤 中大分子结构 的芳 香烃增 多 和缩 聚程度 增大 ， 煤 中碳含 量增 加 ， 而 氢 和氧 含量 下降 。表 1 结 果 表 明 ， 塔 里 木 盆 地依 奇 克 里 克区块 侏 罗 系和 三 叠 系煤 中有较 多 的 含 氧基 团 ， 煤 化 基金项 目 中国石油天然气集团公 司科技攻关项 目 2 0 9 7 0 7 0 3 1 5 资助。 作者简介 吕开河 ， 男 ， 1 9 7 0年 1 2月生 ， 1 9 9 8年获石油大学 华 东 硕士学位 ， 现 为中国石油大学 华 东 副教授 ， 在读博 士研究生 ， 主要从事 油 田化学 方 面 的 研 究 。 E ma i l l v k a i h e v i p ． s i n a ． c o rn 维普资讯 第 5期 吕开河等 塔里木盆地依奇克里克区块煤层钻井技术研究 1 0 9 程度 较低 ， 亲水 性强 ， 易 吸附水 。 表 1 煤 层 样 品 元素 Ta bl e 1 El e m e nt s o f c o a l s a m pl e s 扫 描 电镜 分析 结果 表 明 煤岩 裂缝 和孔 隙发育 ， 含 有少量 以钙质 和泥 质为主 的充填物 ， 裂缝宽度 约为 1 ～1 0 m， 大部分为 2 ～6 m， 说明其裂缝和孔隙极其 微 细 ， 在毛细 管力 作用 下 ， 水 极易进 人煤 层 。 1 ． 2煤 岩理 化性 能 1 ． 2 ． 1 煤 岩密度 测定 用 李 氏 比重瓶 法测 定 了煤 岩 的密度 。侏 罗 系煤岩 的密度 为 1 ． 0 3 ～1 ． 1 2 g ／ c m ， 平 均值为 1 ． 0 8 g ／ c m ； 三 叠系 煤 的密 度 为 1 ． 1 5 ～ 1 ． 3 4 g ／ c m ， 平 均 值 为 1 ． 2 3 g ／ c m 。两种煤密度都较低 ， 当发生突发性坍塌且钻 井 液密 度高 于煤 的密 度 时 ， 大量 掉 块 上 浮会 造 成 环 空 阻流 和卡钻 。 1 ． 2 ． 2煤岩 膨胀 实验 将 煤岩 岩心浸 泡于 实验 介 质 中 ， 在 NP 一 【 1型膨 胀 仪上测 定其 8 h膨 胀 率 。煤 岩 与 清 水 和 1 0号 柴 油 接 触 后 都要发 生一定 程 度 的 膨胀 ， 且 在 两 种 介质 中煤 的 膨 胀 程 度 大 体 相 同， 在 清 水 中 的平 均 膨 胀 率 为 2 ． 6 8 ％ ， 在柴 油 中的平 均膨 胀 率为 2 ． 7 6 ％ 。煤岩 在 水 中的微 量膨胀 证 明煤岩 中含有 少量 粘土 矿物 。 1 ． 2 ． 3 煤岩 分散 实验 按 照 Z B ／ TE 1 1 0 0 1 8 9标 准 进 行 煤 岩 分 散 实 验 。 侏罗系煤岩岩心 回收率平均为 9 0 ． 5 ％， 三叠系煤 岩岩 心 回收 率平 均 为 8 9 ． 2 ％ 。两种 煤 在 水 中的 滚 动 回收 率 都很 高 ， 表 明粘 土矿 物含量 低 ， 水 化分 散性很 弱 。 1 ． 2 ． 4 阳 离子 交换容 量 实验 按 照 z B ／ T E 1 3 【 】 4标 准 进 行 阳 离 子 交 换 容 量 C E C 实 验 。侏 罗 系 煤 岩 阳 离 子 交 换 容 量 平 均 为 8 mmo l ／ k g ， 三叠 系煤 岩 平 均为 1 5 mmo l ／ k g 。煤 岩 的 阳 离 子交 换主要 发生 在煤层 中的粘 土矿物 中 。从 实 验结 果看 ， 两种 煤 的 C E C值 都 很 低 ， 说 明煤 中的粘 土 矿 物 绝对 含量 低 。即使 矿物成 分 中含有 高岭 石 、 绿 泥石 、 伊 利石 及伊一 蒙 混层 ， 但所 占比例相 当低 。这些 粘 土矿 物 主要 分 布在煤 的裂缝 中并 起 胶 结作 用 ， 粘 土矿 物 的水 化膨 胀 、 分 散对 煤体 强度 的影 响不可 忽视 。 1 ． 2 ． 5煤岩 相对吸 水 量 、 比表 面积 和 比吸 水量的 测定 三叠 系煤岩 平均 相对 吸水 量 为 1 5 ． 3 ％ ， 平 均 比表 面积 为 3 7 5 m。 ／ g ， 平 均 比吸水 量 为 0 ． 4 1 mg ／ m。 ； 侏 罗 系煤 岩平均 相对 吸水 量为 8 ． 2 ％ ， 平 均 比表面 积为 3 8 8 m ／ g ， 平均 比吸水量 为 0 ． 2 2 mg ／ m 。测 试 结 果 表 明 ， 煤 的 比表 面积极 大 。巨大 的 比表面积 来 源于煤 岩较 为 发育 的裂缝 、 微裂 缝 和孔洞 ， 是煤 岩具 有 强烈 吸水 油 能力 的 内在原 因 。煤 岩 的 比吸水 量 比一般 泥页 岩 的 比 吸水量 大 ， 说明煤 中存 在亲 水 表 面 和 强烈 的毛 细 管作 用 。大 量 吸水 导致 了煤 的膨 胀 和胶 结 物 的 溶解 ， 这 是 造成煤体强度降低 的重要原 因。 1 ． 3煤 岩 力学性 能 1 ． 3 ． 1 单 轴抗拉 强度 为 了研 究煤岩 的抗 拉强 度及 考察 不 同流体介 质对 煤 岩抗 拉 强度 的影 响 ， 利 用 劈 裂法 测 定 了煤 岩 被不 同 流体浸 泡前后 的单 轴抗 拉强 度 ， 浸 泡 时 间为 2 4 h 。为 了消除试 样不 均质 性对 强度 数据 的影 响 ，每个 应力 水 平 都采 用两块 岩心 ， 实验 数 据为两 者 的平 均值 ， 实 验结 果 见表 2 。 表 2煤岩单轴抗拉强度 Ta b l e 2 Uni a x i a l c o m pr e s s i v e s t r e n g t h o f c o a l s ampl e s 由表 2可 以看 出 ， 煤 岩抗 拉 强度 远 小 于 常规 砂 岩 的抗拉 强度 。用浸 泡液 浸泡后 ，煤 岩抗 拉 强度 有不 同 程度的降低 ， 相对而言， 3 ％硅 酸盐溶液及 5 ％聚合醇 7 ％KC 1 溶 液 对 抗 拉 强 度 的影 响 最 小 ， 柴 油 对 抗 拉 强度 的影 响最大 。 1 ． 3 ． 2三轴 抗压 强度 实验 为 了考察 围压 对 抗压 强 度 的影 响 ， 每 组 实验 均 在 5个 不 同 的 围压 0 MP a ， 5 MP a ， 1 0 MP a ， 1 5 MP a ， 2 0 MP a 下 进行 。为 了消 除 试样 不 均质 性 对 强 度数 据 的 影 响 ，每个 应力 水 平 都采 用 两 块 岩 心 ， 实 验 数 据 为 两 者 的平 均值 ， 实验 结果 见表 3和表 4 。 表 3三叠 系煤岩三轴抗压强度 Ta bl e 3 Tr i a xi a l c o mpr e s s i v e s t r e n g t h o f c o a l s a m pl es i n Tr i a s s i c S y s t e m 浸泡液 维普资讯 1 1 0 石 油 学 报 2 0 0 6年第 2 7卷 从表 3和表 4可 以看 出 ， 煤岩 弹性模 量较 低 ， 泊松 比较 高 ， 抗 压 强 度 远 小 于 常 规 砂 岩 和 泥 岩 的抗 压 强 度 。 ] 。经 液体浸 泡后 ， 抗 压强度 有 明显 降低 。相对 而 言 ， 3 ％硅 酸盐 溶液 及 5 ％ 聚合 醇 7 ％ K C 1 溶 液对 抗 压 强度 的影 响较小 ， 柴 油 和淡 水 聚磺 钻 井 液 对抗 压 强 度 的影 响 较 大 。 围压 对 煤 岩 的抗 压 强 度 有 较 大 的影 响 ， 围压 越 大 ， 抗压 强度 越大 。 表 4侏 罗 系煤 岩 三 轴 抗 压 强 度 Ta bl e 4 Tr i a xi a l c ompr e s s i v e s t r e ng t h o f c o a l s a mpl e s i n J ur a s s i c S y s t e m 浸泡液 弹 比 未浸泡 1 8 2 3 0 8 5 6 3 5 9 ． 6 6 5 ． 8 1 ． 6 7 0 2 4 ．⋯． s s ． s ． s ； s s s ． s ． ⋯ ． s∽ s 柴油8 ． 3 1 2 5 2 0 ． 3 2 6 ． 8 3 7 ． 5 0 ． 9 8 0 ． 2 8 煤岩 疏松 的化 学结 构和 大量裂 缝 的存在 是煤 岩具 有 较小抗 压强 度 的原 因 。煤 岩吸水 后 削弱 了煤 中大分 子 之 间的氢键 和范 德 华力 ， 引起 粘 土 矿 物 的水 化 膨 胀 和无 机盐 的溶 解 ， 裂缝 间的胶 结被破 坏 ， 引起 煤岩抗 压 强 度和抗 拉强 度降 低 ； 但 不 同类 型 的浸 泡 液对 煤 岩 强 度 的影 响不 同 ， 在选 择 煤 层 钻 井液 时 应 注 意选 择 对 煤 岩 强度影 响小 的钻 井液类 型 。 另 外 ， 钻 井 液 密 度 对 井壁 稳 定性 有 较 大 的影 响 。 若 钻井液 密度 过低 ， 钻井 液对 煤岩 的侧 向支撑 力不 足 ， 会引起构造应力释放 ， 使煤层沿节理和裂缝崩裂和坍 塌 ； 若 钻 井液 密度过 高 ， 不 仅 会 使 滤失 量 增 加 ， 滤 液 侵 入 范 围扩 大 ， 甚 至形 成新 的裂缝 ， 使 得破 碎地层 更加 不 稳 定 。受 高压 钻井 液射 流的 冲击 ， 犹 如水力 采 煤 ， 易 导 致 大块煤 岩破 碎和垮 塌 ； 起 下 钻过猛 ， 会 引起井 内压力 激动 ， 造 成井底 压力 平衡 瞬 间发 生改 变而 导致垮 塌 ； 地 层倾 角 大 ， 构 造 应 力 大 等 均 会 使 煤 层 不 稳 定 而 发 生 坍塌 。 破碎 煤岩对 钻 井时 的机 械 力 十分 敏 感 ， 钻 进 过程 中钻 柱 的机械震 动 、 摩擦 及 钻 头 切 削 等作 用 均 会 加剧 煤层 的破 碎 。 2 煤层 防塌钻井技术 煤 岩是 破碎 性易坍 塌 岩体 ， 井壁极 易失 稳 ， 所 用钻 井 液类 型及性 能 、 钻井 工艺 措施 、 钻柱 的机 械碰撞 等均 会对 煤 岩稳定 性 产 生影 响 。根据 煤 岩 井 壁 坍 塌机 理 ， 稳 定煤 层井 壁 的钻井技 术包 括 良好 的钻井 液性 能和转 速控 制 。 2 ． 1钻 井液性 能 1 合 理 的 钻 井 液 密 度 。钻 井 液 的 密 度 不 能 过 低 ， 密 度低 的钻 井液对 煤岩 的侧 向支 撑力 不足 ， 会造 成 应 力 释放 ， 使 煤层 沿节 理 和裂缝 崩裂坍 塌 ； 但也 不能 过 高 ， 过 高会 导致 滤失 量 增 加 甚 至煤 层 压 裂 。这 要 根据 煤 岩力 学参 数 、 煤 层压 力 、 煤 层地 应力 等参 数综合 分析 计 算 后确定 合理 的钻 井 液 密 度 ， 同 时要 考 虑 泥 页 岩夹 层 的稳 定 问题 。 2 钻 井液 应 具 有 强 封 堵 能力 及 优 良的造 壁 性 。 煤 层 的裂缝 发育 ， 钻 井液 滤 液 进 入煤 层 易 使 煤 岩 强度 降低 ， 并 导致 煤 中粘土 矿物水 化 膨胀 和分散 ， 加剧 煤层 坍 塌 。 良好 的封堵 能力 是钻 井过 程 中减 少钻 井液 滤液 进 入煤 层 的先 决 条件 ， 也 是 使 用 高密 度 钻 井液 对 煤 岩 井 壁提 供有效 支撑 力 的 基础 ， 否则 提 高钻 井 液密 度 会 导 致 滤液量增 加 ， 有 可 能增加 煤层 的不稳 定性 。 3 控 制钻 井液排 量及 优 化钻 井液 流 变参 数 。若 钻井液排量大、 粘度及切力低 ， 在井眼内易形成紊流， 对 井壁 的 冲刷 作用 增强 ， 从而 造成煤 层坍 塌 ， 同时 导致 钻 井液 携砂能 力减 弱 ； 若 粘度 及切力 太 高 ， 活 动钻具 或 起 下钻 时井 内压力 波 动 增 大 ， 容 易 引 起 井 壁煤 块 的松 动 ， 同样 不利 于井 壁稳 定 。合理 的流 变 性 既 能满 足 携 砂要 求 又能减 少对 井壁 稳定产 生 的不利 影 响 。 4 钻 井液应 具有 良好 的抑 制性 。煤岩 多 与泥 页 岩互 层 ， 泥页 岩层 和煤 层 所 夹 泥页 岩 的坍塌 对 煤 岩 的 坍塌 影 响非 常大 。煤层 下 的泥 岩坍 塌后 ， 煤 层 会 因失 去 支撑 而垮塌 。同样 ， 煤 层 的坍 塌 也 会 促使 上 部 泥 页 岩坍 塌 ， 形 成 恶性 循 环 。抑 制性 差 的钻 井 液滤 液 进 入 泥 页岩会 产 生水化膨 胀 压力 ， 改变 井眼周 围应力 分 布 ， 诱发 或 加剧井 壁失稳 。 2 ． 2转 速控 制 在钻 进 过 程 中 ， 适 当降低 钻 机 的转 速 ， 控 制起 、 下 钻速 度 ， 减少 钻具旋 转 和 压力 波 动 对 煤层 井 壁 稳 定 性 的影 响 。 3 煤层防塌钻井技术 的应用 3 ． 1煤层 防 塌钻 井液体 系及 配方 由煤 岩力学 实验 结果 可 知 ， 多元 醇 与 K C 1 复 配 使 用对 煤岩 的抗 压强度 和抗 拉强 度影 响较 小 。结 合 目前 国内外钻 井液 技术及 其 发 展 趋 势 ， 确 定使 用 具 有 综 合 性能 的多元 醇／ KC 1 钻 井液体 系 ] 。通 过大 量 的室 内 试验 ， 优选 出 了 多 元 醇 ／ KC l 钻 井 液 配 方 4 ％ 土 浆 4％ M M H 0 ． 2％ FLOZAN 3％ SPN H 3％ SM P 4 ％F T 一 1 3 ％氧 化 沥青 5 ％多 元 醇 E P 5 5 37 ％K C l 重 晶石 。 维普资讯 第 5期 吕开河等 塔 里木盆地依奇 克里克区块煤 层钻 井技 术研 究 MMH 和 F L OZ AN 组分 使 钻 井 液 具有 良好 的流 变性 ； 磺化沥青 、 氧化沥青 和多元醇 E P 5 5 3能有效地 改善钻 井液 的失水 造壁 性 、 润 滑性 和封堵 作 用 ； 多元 醇 和 KC 1 能有效 抑 制粘土 矿 物 的水 化膨 胀 性 ， 且 能有 效 地阻止煤岩强度大 幅度下降。该体系的主要特点是 对泥 页岩有 较好 的抑 制作 用 ， 滤失造 壁性 能优 良， 封 堵 能力强 ， 润 滑性 较好 ， 能有 效地控 制煤 岩坍 塌 。该配 方 性 能见 表 5 。 表 5 多元醇／ K C I 钻井液性能参数 Ta b l e 5 Pa r a me t e r s of p ol y a l c o ho l ‘ KCI dr i l l i ng flu i d 3 ． 2 煤层 防塌钻 井技 术应 用效果 依南一 4井位 于新 疆 库 车 县 依 奇 克 里 克 西 北 1 k m 处 ， 主要 目的层 是 中、 下侏 罗统 阳霞组 和阿合组 ， 兼探 中 侏 罗统克孜勒努 尔组及 自垩系 ， 设计井 深为 4 1 5 0 m。依 南一 4井地层倾角 为 4 5 。 ～6 5 。 ， 岩 性 复杂 ， 煤 层段多 而长 。 在 井深 3 1 9 6 m至 3 8 2 2 r n处 钻遇 1 4层煤 层 ， 最 大 单层 厚 度为 1 0 r n ， 最小 单层 厚 度为 1 r n ， 累积 厚 度 为 2 5 5 IT I 。 在 钻遇煤 层段 以前 ， 为 了防斜 打直 ， 钻井 过程 中反 复划 眼 ， 反复改变钻具 结 构 ， 加 剧 了井径 的扩 大 。根 据 电测 资料分析， 该井在井深 2 8 0 0 m以上地层坍塌严重 ， 井径 扩大率高达 2 2 ． 6 ％， 主要是 由于地层倾 角大， 钻井液密 度低 小于 1 ． 4 5 g ／ c m3 ，不能平衡地层坍塌应力 ， 钻井 液仅 使用 了磺化 沥青 ， 封堵 能力不够造成 的 。 为 了保证 煤层 段 的安 全 钻 进 ， 煤 层段 采 用 了多元 醇 ／ KC 1 钻 井液体 系 。在钻 进过 程 中， 保 持 体 系 中 KC 1 加 量为 7 ％ 以上 ， F T一 1和 氧 化 沥 青 加 量 为 5 ％ 以上 ， E P - 5 5 3加 量 为 5 ％左 右 。体 系 强 化 封堵 和 抑 制效 果 明显 ， 化学 抑制 和物 理 封 堵 兼顾 。 由于采 取 了强 化封 堵措 施 ， 所 以滤失 量 降低 到 3 mL以下 ， 有效 地 阻 止 了 钻 井液 中的水进 入 地 层 ， 同 时也 增 强 了地 层 的承 压 能 力 ， 保证 了在钻井液密度提 高至 1 ． 6 0 g ／ c m 3的情 况下煤 层段无 漏 失 发 生。钻 井 液 的其 他 性 能 如抑 制 性 、 滤 失 性 、 润滑性 和流变性 等 也维 护较 好 ， 同时 注意 控 制钻 井 过程 中的钻井液排量及起下钻 速度等工程 因素 。 以上措 施满 足 了钻 井 作业 、 井 下安 全 及 井 壁稳 定 性 的要求 。在地 层倾 角高 、 断层 多和 井身质 量差 途 中 经过 两次定 向纠斜 的情况 下 ， 本 井段平 均井 径扩 大率 为 1 3 ． 8 ％， 其中煤层段仅为 8 ． 3 ％。电测、 下套管和固 井作 业均 一次成 功 。 4 结 论 1 塔 里木 盆 地煤 岩煤 化程 度 较 低 ， 裂 缝 和孔 隙 发 育 ， 比表 面积大 ， 相 对 吸水 量 和 比吸水 量 高 ， 膨 胀 和 分 散作 用弱 ； 与常规 砂 岩 、 泥岩 相 比， 煤 岩抗 压 及 抗 拉 强度 较低 ， 吸水 后 强度会 进一 步下 降 ， 但 浸泡液 类型 和 围压 对煤 岩强 度 的影 响 程度很 大 。 2 煤 层钻 井技术 包括 合 理 的钻井 液 密度 ； 钻 井 液具 有 强封堵 能力 和 优 良的造 壁 性 ； 合 理 的钻 井 液 排 量 和流 变参 数 ； 良好 的钻 井液 抑 制 性 ； 适 当 的钻 具 转 速 、 起 下 钻速度 和钻 井工 艺参数 等 。 3 多 元 醇 ／ KC 1防 塌 钻 井 液 能 有 效 地 防 止 煤 层坍 塌 和其 他 井下 复 杂情 况 的发 生，确保 了钻 井 安全 。 参 考 文 献 [ 1 ] 鄢捷年 ， 罗健生． 钻 井液防塌效果 的综合 评价方 法[ J ] ． 石油 大学 学报 自然 科 学 版 ， 1 9 9 9， 2 3 1 3 1 3 6 ． [ 2 ] 李 先 炜．岩 块 力 学 性 质 [ M] ． 北 京 煤 炭 工 业 出 版 社 ， 1 9 8 3 1 2 3 1 4 6 ． E 3 ] 安欧． 构造应力场[ M] ． 北京 地震 出版社 ， 1 9 9 6 6 - 6 0 ． [ 4 ] Do w n s J D， Va n O E， R e d ma n D I ， e t a 1 ． T AME A n e w c o n c e p t i n wa t e r - b a s e d d r i l l i n g f l u i d s f o r s h a l e s [ R] ．S P E 2 6 6 9 9 ， 1 9 9 4 2 3 9 - 2 5 3． E 5 ] B l a n d R G， S mi t h G L ． L o w s a l i n i t y p o l y g l y c o l wa t e r b a s e d d r i l l i n g f l u i d s a s a l t e r n a t i v e s t o o i l b a s e d mu d s [ R] ． S P E ／ I AD C 2 9 3 7 8 ， 1 9 9 5 4 0 5 41 8 ． [ 6 3 E n r i g h t D P， Dy e W M， S mi t h F M． A n e w e n v i r o n me n t a l l y s a f e wa t e r b a s e d a l t e r n a t i v e t o o i l mu d s [ J ] ． S P E Dr i l l i n g E n g i n e e r i n g ， 1 9 9 2， 7 1 1 5 1 9 ． [ 7 ] B l a n d R G ． Qu a l it y c r i t e r i a i n s e l e c t in g a s a l t e r n a t i v e s t o o i l b a s e d d r i l l i n g f l u i d s y s t e m[ R ] ． S PE 2 7 1 4 1 ， 1 9 9 4 3 9 9 4 1 1 ． [ 8 ] 高锦屏 ， 郭东荣， 孙 明波， 等． 环保 型水基 钻井 液添加剂复合 多元醇 S YP 一 2 [ J ] ． 油 田化学 ， 2 0 0 1 ， 1 7 2 9 7 9 9 ． [ 9 ] 吕开河 ， 邱正松 ， 徐加放． 聚醚多元 醇钻井液研 制与应用[ J ] ． 石油 学 报 ， 2 0 0 6 ， 2 7 1 1 O 1 _ 1 0 5 ． 收 稿日 期2 0 0 6 0 1 0 6 改回日 期2 0 0 6 0 2 2 3 编辑 黄小娟 维普资讯