伊犁盆地伊3井煤层气井钻井液设计与应用摘要:对伊3井煤层气井钻井液的设计、技术思路、现场应用及复杂情况处理进行了论述和分析。
钾基两性离子聚磺防塌钻井液对井眼清洁、井眼稳定、减阻防卡、防漏堵漏、防塌等性能进行了总结。
【关键词】煤层气, 粉煤层, 聚磺防塌, 伊3井
abstract: iraq 3 cbm well drilling fluid design, technical ideas, the application situation and the complicated treatment were discussed and analyzed. potassium base zwitterion together the collapse of well drilling fluid sulfonylurea eye cleaning, borehole stable friction reduction, the card, plugging, prevent the collapse, such as performance was summarized.
【 key words 】 cbm, adding layer, and gather the sulfonylurea collapse, the iraq 3 wells
中图分类号： p618.11文献标识码：a文章编号：
随着煤层气勘探开发的领域不断扩展，煤层气钻井过程中遇到的地层越来越复杂、储层越来越深，出现的井内复杂情况更加难以预料，处理的难度也在不断增加。
因此需要我们对煤层气井钻井液技术要不断研究、完善。
一、地质与井身结构概况
1、地质概况：
伊3井位于新疆伊宁市察布查尔锡伯自治县加格斯台乡，构造上位于伊犁盆地伊宁凹陷南部斜坡带，地质分层见表1。
该井的钻探目的是（1）、探索南部斜坡带地层特征及各煤层分布情况，主要包括西山窑组3号、5号煤层埋深、八道湾组12号煤层厚度、煤岩及煤质特征、割理及裂隙发育程度。
（2）、获取煤层含气性特征，主要包括3号、5号、12号煤含气量、含气饱和度、等温吸附曲线、煤层顶底板岩石物理力学性质等参数。
获取12号煤地应力、渗透率，储层压力等参数；（3）、为区块煤层气资源评价提供参数；（4）、取得适应低阶煤煤层气勘探开发工程、工艺的技术参数；（5）、进行排采试验，初步评价煤层气可采性，获取煤层气排采参数，为下一步选取不同工程、工艺技术下的排采井组提供依据。
2、井身结构概况：
伊3井是一口参数井，采用三开井身结构，一开采用φ311.2mm 钻头钻至井深152.42m，下入φ244.5mm套管至153.75m；二开采用φ215.9mm钻头钻至井深1488.00m，下入φ177.8mm套管至1486.18m；三开采用s75nq系列地质勘探金刚石绳索取心工具与φ152mm钻头配合钻进至1600.00m，因地质原因，采用封井完井。
二、钻井液设计的难点及设计思路
1、钻井液设计的难点：
（1）、第四系为杂色松散砾石层，从地表以下0.5m就是松散砾
石，砾石直径在50mm—100mm之间不等。
钻进过程中极易发生坍塌、掉块，造成卡钻事故。
（2）、5号、12号煤层均为粉煤，煤性为：条痕呈现黑色、半金属光泽、呈断块、断口阶梯状、极软、质轻、易碎、性脆。
在煤层易发生坍塌、漏失。
（3）、二开井段有大段泥岩，同时存在着“缩、胀、阻、卡”，钻进过程中，会发生缩径卡钻等事故。
（4）、二开中完技术套管（φ177.8mm）在井眼（φ215.9mm）中，环空间隙仅为19.05mm，因此在下套管作业中易发生套管遇卡事故。
表1地层剖面及煤层位置表
（5）、地层压力系数低，仅为1.00—1.09，必须严格控制钻井液密度，稍有不慎就会发生漏失。
（6）、进行绳索取芯作业时，取芯工具与钻杆之间的环空间隙小，要求钻井液减少固相含量。
（7）、在三开取芯作业时，取芯钻具与井眼环空间隙仅为1.5mm，因此必须严格控制钻井液的流变性和固相含量。
2、钻井液技术思路
综上所述，钻井液的选用应围绕预防井内工程事故和满足地质要求为核心来制定方案。
根据工程条件、地质特点要求所选用的钻
井液必须具有（1）、一开钻井液必须具有良好的携岩效果。
（2）、良好的防塌效果。
（3）、良好的润滑防卡能力。
（4）、良好的抑制性和控制地层造浆的能力。
（5）、具有良好的流变性。
（6）、在煤层钻进时要求具有封堵能力。
三、钻井液设计
1、设计思路
（1）、在一开钻进时，采用高粘、高坂含的聚合物钻井液体系保持钻井液的粘度在120s左右，密度控制在1.05—1.10g/cm3之间。
保证钻井液能稳定井壁和将井底岩屑充分返出。
（2）、考虑到地层特点和工程要求，选用钻井液必须具有稳定井壁、防塌、润滑防卡、抑制造浆、良好的流变性等性能。
选用钾基两性离子聚磺防塌钻井液体系。
2、钻井液配方设计：
（1）、一开钻井液配方：
10%膨润土+清水60m3+2-2.5%cmc-hv+0.05%koh
（2）、二、三开钻井液配方：
在一开钻井液的基础上，冲稀至坂含控制在40g/l左右，再加入
2—3%kcl+4.5%磺化沥青
+1%npan+0.5%man104+1%fa367+0.5%xy-27+0.5%jt-888+rh-1
3、钻井液性能设计见表2
表2伊3井钻井液性能设计
1、现场应用情况
（1）、一开井段（φ311.2mm）
一开钻进时因选用了高粘高坂含聚合物钻井液，粘度高达120s。
在钻进过程中，采用双泵钻进，钻井液能将破碎的岩屑充分返出地面。
钻完单根后，留有一定的返屑时间，保证井底清洁并防止沉砂卡钻。
一开顺利钻至152.42m，钻完进尺后进行短程提下钻通井，通井到底后采用双泵大排量洗井，循环3个循环周后，泵入配置好的高浓度“稠塞”，将井内岩屑全部替换出来。
之后顺利下套管至设计位置。
（2）、二开井段（φ215.9mm）
二开钻进前，将钻灰塞时被污染的钻井液放掉，在一开钻进液的基础上，按照设计配方配置二开钻井液。
充分循环均匀后，钻井液性能为：密度1.10g/cm3、粘度55s、api失水3.2ml、静切力2-3pa、泥饼0.3mm、含沙量0.2%、动切力7pa，各项指标符合要求。
钻至煤层前50m，分3个循环周加入3%磺化沥青维护粉煤层，防止发生坍塌事故。
随着井深的增加，从500.00m开始按照1.5%的比例加入高效润滑剂rh-1，减小钻井液的摩阻系数，提高钻井的润滑防卡能力。
电测前，按照1%比例一次性加入高效润滑剂rh-1，保证电测一次成功。
日常维护以man101、man104、xy-27、jt-888、fa-367、cmc-hv、
npan配置成胶液，以细水长流的方式维护钻井液性能，不可直接加入，避免性能波动过大。
施工中充分利用钻井液净化系统，保证振动筛开动率100%、除砂器开动率100%、离心机开动率80%，降低钻井液中有害固相含量。