絨囊鉆井液處理煤層氣鉆井上漏下塌地層的施工工藝

魏攀峰 臧 勇 陳現(xiàn)軍 于曉明 張晉文 楊明正 樊晶晶

1.“油氣資源與探測”國家重點實驗室·中國石油大學（北京） 2.中國石油集團渤海鉆探工程有限公司第四鉆井工程分公司3.中法渤海地質服務有限公司湛江分公司 4. 中國石油長慶油田公司儲氣庫管理處5. 中國石油華北油田公司技術監(jiān)督檢驗處 6.路易斯安那州立大學 7.北京力會瀾博能源技術有限公司

0 引言

煤層氣鉆井過程中，上部砂泥巖混層多尺度裂縫發(fā)育引發(fā)不同程度漏失[1]，下部煤層低壓、割理發(fā)育[2]、力學強度低[3]、鉆井液侵入[4]等因素導致坍塌風險較高[5]，形成上漏下塌局面，在煤層氣地面抽排鉆井過程中常見，不僅造成鉆井成本高，且影響煤層氣開采進度。

上部地層常用鋸末、棉籽殼等堵漏材料，封堵大尺度裂縫引發(fā)失返惡性漏失，但這些剛性封堵材料進入引發(fā)滲漏的小尺度裂縫困難。柔性封堵中堵漏材料與漏失通道尺度關系要求苛刻，封堵材料尺度過大或過小均會影響封堵效果。常規(guī)聚合物體系形成泥餅控制大尺度裂縫漏失困難，欠平衡鉆井受制于地層出水與成本推廣受阻[6]。下部煤層常通過提高鉆井液密度抑制坍塌[7]，但井筒液柱壓力升高易壓開裂縫加劇漏失，得不償失[8]。可見，尋求上漏下塌地層適用鉆井液技術成為煤層氣經(jīng)濟成井關鍵所在。

剛性和柔性材料的缺陷催生了絨囊流體的產(chǎn)生。絨囊流體是在模糊封堵理論[9]指導下開發(fā)的無固相封堵流體[10]，既不同于剛性封堵材料，也不同于柔性封堵材料，利用尺度隨機分布囊泡結構，以多種方式主動封堵尺度不一的漏失通道，解決了漏失通道尺度與封堵材料精確匹配難點問題，已先后于鉆井[11]、完井[12]、修井[13]、增產(chǎn)改造[14]等領域成功應用。相對于常規(guī)鉆井流體利用剛性材料形成外“墻”封堵，絨囊流體應用無剛性材料實現(xiàn)內“帶”封堵，即流體中大量囊泡結構堆積、拉抻、變形后占據(jù)煤層中不同尺度漏失空間實現(xiàn)封堵[15]，同時提高煤層強度控制坍塌[16]。絨囊流體封堵適用性廣泛，可以為多種天然氣資源聯(lián)探并采提供手段支持[17]。

例如，2010年，密度為0.96 g/cm3絨囊鉆井液成功解決陜西彬縣煤層氣水平井DFS-C井惡性漏失[18]。同年，密度為1.03 g/cm3體系實現(xiàn)吉X井表層漏失與煤層坍塌控制[19]。2011年，密度為1.15 g/cm3體系解決直徑215.9 mm井眼煤層水平段防塌[20]。2013年，密度在0.97～1.07 g/cm3體系解決沁水盆地六分支井防塌防漏[21]。2014年，密度在0.96～1.06 g/cm3體系成功控制沁水南部3口U型井煤層微裂縫滲漏[22]。2015年，密度介于0.96～1.00 g/cm3體系實現(xiàn)山西馬壁MB2煤層氣水平井隨鉆控漏[23]。不同性能絨囊鉆井液成功解決了多處煤層氣井成井過程漏失控制與防塌難題。由此表明，優(yōu)選絨囊流體性能可滿足漏失與坍塌控制需求。

但是，面對上漏下塌共存同一煤層氣井鉆井時，很明顯存在鉆井液性能調配的兩難境地：①提高鉆井液中囊泡含量及強度有利于增強流體封堵能力及防塌效果，但成本增幅明顯；②降低鉆井液中囊泡含量及強度可壓縮成本，但防塌控漏效果欠佳。兩者之間，針對不同層段漏失與坍塌強度優(yōu)化鉆井液性能，實現(xiàn)經(jīng)濟可接受性，形成絨囊流體控制上漏下塌煤層鉆井液工藝，很有必要。

1 上漏下塌煤層絨囊鉆井液性能研究

針對不同層段漏失與坍塌控制主要需求，優(yōu)化不同鉆井液性能范圍及指導配方，并針對性形成現(xiàn)場新漿配制、老漿維護等工藝。

1.1 上部漏失層鉆井液性能研究

根據(jù)絨囊鉆井液前期應用煤層氣井成井作業(yè)中處理劑加量范圍，建立實驗用鉆井液基礎配方范圍。在此范圍內，實驗配制性能不同絨囊鉆井液以評價性能由弱到強對應封堵能力。

實驗于直徑38 mm、長60 mm煤柱塞中加工寬30 mm、長60 mm，高分別為0.1 mm、1.0 mm、2.0 mm共3種不規(guī)則貫穿型裂縫，模擬小、中、大尺度裂縫引發(fā)漏失?？刂浦貕?.5 MPa、溫度50 ℃。調整煤柱塞圍壓與流體注入流速，保持3種裂縫出口清水穩(wěn)定流速接近1 mL/min、3.5 mL/min、6 mL/min，以模擬現(xiàn)場小、中、大3種漏速。

絨囊鉆井液配方A～E中囊層劑、絨毛劑、囊核劑、囊膜劑等4種處理劑加量比逐漸升高，鉆井液性能范圍：密度為0.77～0.97 g/cm3，表觀黏度為5～50 mPa·s，塑性黏度為3.5～23.0 mPa·s，動塑比為0.50～1.20 Pa/mPa·s。向3種尺度裂縫中分別注入鉆井液至驅壓升至20 MPa，記錄升壓周期及累計注液體積，評價5種配方絨囊鉆井液封堵3種尺度裂縫效果，實驗數(shù)據(jù)見表1。由表1可看出，配方A～E中處理劑加量比均逐漸升高，體系密度下降，表觀黏度、塑性黏度與動塑比升高，表明體系中囊泡含量及結構強度逐漸增強。不同配方暫堵3種尺度裂縫后均有效提高驅壓至20 MPa，表明5種配方絨囊鉆井液均具備控漏能力。此外，配方A～E對應封堵高度0.1 mm、1 mm、2 mm裂縫至驅壓20 MPa所用時間由208 min、472 min、735 min逐漸降至39 min、58 min、79 min，累計注液體積從104.5 mL、294.3 mL、613.8 mL逐 漸 降 至 19.6 mL、36.2 mL、65.7 mL。由此表明隨著鉆井液中處理劑加量比提高，流體封堵能力和封堵效率逐漸提高。

表1 不同配方絨囊鉆井液封堵不同尺度裂縫實驗數(shù)據(jù)表

1.2 下部坍塌層鉆井液性能研究

煤層雙重孔隙結構發(fā)育導致機械強度低，易坍塌[24]。絨囊鉆井液中大量囊泡充填煤層中割理和裂縫后提高煤層整體力學強度以實現(xiàn)防塌[16]。流體中囊泡數(shù)量和囊泡強度越大，防塌能力越強但成本越高。為此，收集絨囊鉆井液前期應用多類型煤層防塌作業(yè)處理劑加量范圍，在此范圍內，實驗評價不同配方絨囊鉆井液防塌性能強弱。由于不同煤層裂隙發(fā)育受煤層埋深、變質程度等因素影響[25]，為保證實驗效果，以同一煤層鉆取直徑為25 mm、長為50 mm煤柱塞模擬煤層，測定柱塞飽和配方A～E絨囊鉆井液前后單軸抗拉強度、三軸抗壓強度變化，評價鉆井液防塌性能[26]，實驗數(shù)據(jù)見表2。

由表2可看出，煤柱塞飽和5種配方絨囊鉆井液后，單軸抗拉強度從初始1.82～1.97 MPa升至2.25～2.67 MPa，三軸抗壓強度從初始25.47～27.84 MPa升至29.24～34.28 MPa，均有效提高煤層力學強度，5種配方鉆井液均具備防塌性能。

2 絨囊鉆井液工藝應用案例

絨囊鉆井液于多個區(qū)域完成上漏下塌煤層氣水平井成井應用已超過5井次，配套工藝逐步完善。過程中，絨囊鉆井液性能控制工藝不同，取得效果不同。

表2 煤柱塞飽和不同配方絨囊鉆井液后力學參數(shù)變化表 MPa

2.1 M1-X井

M1-X井為1口煤層氣多分支水平井，設計共6個分支，累計進尺3 000 m，煤層段進尺1 700 m，三開完井。上部石千峰組、石盒子組砂泥巖混層易漏失，鄰井資料顯示最大漏速超過10 m3/h，局部區(qū)域失返性惡性漏失風險較高。下部太原組3號煤層水平鉆進易坍塌，鄰井發(fā)生多起卡鉆事故。M1-X井一開井段0～60 m使用常規(guī)膨潤土鉆井液鉆進。二開井段60～1 170 m初始使用低密度聚合物鉆井液漏速大于5 m3/h且逐漸升高，鉆至750 m更換絨囊鉆井液，密度為0.78～0.83 g/cm3，表觀黏度為34.5～46.5 mPa·s，動塑比為0.98～1.06 Pa/mPa·s，控制漏速低于2 m3/h穩(wěn)定鉆進，但全程使用體系性能較高，計算搭配使用不同性能配方可降低處理劑用量近31%，成本節(jié)約空間巨大。下部煤層水平段鉆進使用絨囊鉆井液初始密度為0.94～0.96 g/cm3，表觀黏度為17.5～23.0 mPa·s，塑性黏度為4.5～8.0 mPa·s，動塑比為0.62～0.71 Pa/mPa·s，鉆進至井段1 000～1 150 m時井口返出老漿密度為0.96～1.05 g/cm3，表觀黏度為13.0～15.5 mPa·s，塑性黏度為7.5～13.5 mPa·s，動塑比為0.13～1.07 Pa/mPa·s，伴隨返出巖屑尺寸與數(shù)量逐漸增大，井口每立方米老漿每小時補充處理劑囊層劑1.60 kg、絨毛劑2.20 kg、囊核劑0.50 kg、囊膜劑0.90 kg，鉆至1 260 m發(fā)生卡鉆。

2.2 H3-X井

H3-X井為煤層氣水平井，設計井深為1 638 m，井斜為87.42°，三開完井。二開進入太原組11號煤層，水平鉆進約900 m后套管完井。H3-X井上部石千峰組、石盒子組交替分布厚度砂巖與泥巖，不同巖性過渡段滲漏嚴重，最高漏速達15 m3/h。部分區(qū)域存在大尺度裂縫引發(fā)惡性漏失。下部太原組11號煤層水平鉆進易坍塌，鄰井使用常規(guī)鉆井液導致煤層垮塌引發(fā)埋鉆事故。

H3-X井上部地層使用絨囊鉆井液密度為0.84～ 0.91 g/cm3，表觀黏度為 24.5～ 35.0 mPa·s，塑 性 黏 度 為13.5～16.5 mPa·s， 動 塑 比 為0.77～0.98 Pa/mPa·s，控制漏速低于2 m3/h穩(wěn)定鉆進。垂深217 m、633 m、663 m發(fā)生惡性失返性漏失，調整鉆井液密度為0.80～0.83 g/cm3，表觀黏度為42.0～49.5 MPa·s，動塑比為1.12～1.15 Pa/mPa·s，配合起鉆靜止堵漏工序控制累計漏失量小于80 m3。下部11號煤層水平鉆進調整絨囊鉆井液密度為0.89～0.94 g/cm3，表觀黏度為18.5～28.5 mPa·s，塑性黏度為 8.5～ 12.5 mPa·s，動塑比為0.67～0.75 Pa/mPa·s，水平鉆進過程根據(jù)井口返出巖屑粒徑增大、數(shù)量增多，坍塌風險升高，調整鉆井液性能密度為0.85～0.91 g/cm3，表觀黏度為23.0～32.0 mPa·s，塑性黏度為10.0～15.0 mPa·s，動塑比為0.72～0.95 Pa/mPa·s。井口返出老漿及時補充處理劑維持密度為0.88～0.96 g/cm3，表觀黏度為16.5～30.0 mPa·s，塑性黏度為7.5～12.5 mPa·s，動塑比為0.64～0.89 Pa/mPa·s。全程平均鉆速134 m/d且無坍塌，成井順利且計算鉆井液處理劑用量相比全程使用高性能配方降低約35%。

3 結果與討論

根據(jù)室內實驗與現(xiàn)場應用結果，討論絨囊鉆井液應用上漏下塌煤層氣成井控制工藝。

3.1 上部漏失層鉆井液性能控制工藝

以實驗中5種配方絨囊鉆井液封堵相同高度裂縫至驅壓20 MPa所需升壓周期表征體系封堵性能強弱，以累計注入體積與4種處理劑加量比之和的乘積計算處理劑總用量，以表征體系成本大小，對比絨囊鉆井液從配方A～E封堵性能與成本特征，如圖1所示。

圖1 5種配方絨囊鉆井液封堵不同尺度裂縫效果對比圖

從圖1可看出，對于相同尺度裂縫，鉆井液處理劑加量比越高，升壓周期和處理劑累計用量逐漸下降，表明增大鉆井液處理劑加量比可有效提高封堵能力，即封堵性能與經(jīng)濟成本成反比關系。裂縫高度0.1 mm升至2.0 mm，同一配方絨囊鉆井液升壓周期與處理劑累計用量均升高，表明漏失程度越高，鉆井液暫堵周期及所需體積也越高，現(xiàn)場鉆遇地層漏速增大，可及時增加處理劑加量比以提升堵漏性能。

不同配方間性能與處理劑加量調整幅度存在差異。配方B～D，升壓周期降幅7.87%～12.77%，處理劑累計用量增幅15.60%～36.28%，成本降幅帶來性能提升效果穩(wěn)定。配方A～B，升壓周期降幅74.52%～86.67%，處理劑累計用量降幅51.42%～91.66%，表明配方A相對承壓能力不足且處理劑用量較高。配方D～E，升壓周期降幅1.69%～4.88%，處理劑累計用量增幅18.45%～21.80%，表明增加處理劑加量比提升封堵能力效果并不明顯。

據(jù)此，以配方B、C、D為基礎，優(yōu)選上部漏失地層配套隨鉆控漏、隨鉆堵漏、靜止堵漏共3套鉆井液配方?？刂沏@井液滿足不同地層漏失控制性能要求時，盡量降低處理劑用量，提高作業(yè)經(jīng)濟性。

1）漏速低于2 m3/h，使用隨鉆控漏配方：（0.92%～1.46%）囊層劑＋（0.98%～1.22%）絨毛劑＋（0.35%～0.51%）囊核劑＋（0.47%～0.63%）囊膜劑。密度為0.87～0.93 g/cm3，表觀黏度為16.0～28.0 mPa·s，動塑比為 0.68～ 0.84 Pa/mPa·s。

2）漏速2～5 m3/h，提高處理劑加量至隨鉆堵漏配方：（1.46%～1.91%）囊層劑＋（1.22%～1.57%）絨毛劑＋（0.51%～0.77%）囊核劑＋（0.63%～0.85%）囊膜劑。密度為0.82～0.87 g/cm3，表觀黏度為28.0～38.0 mPa·s，動塑比為0.84～1.05 Pa/mPa·s。

3）漏速大于5 m3/h，進一步提升處理劑加量至靜止堵漏配方：（1.91%～2.48%）囊層劑＋（1.57%～1.86%）絨毛劑＋（0.77%～0.96%）囊核劑＋（0.85%～1.14%）囊膜劑。密度為0.76～0.82 g/cm3，表觀黏度為38.0～50.5 mPa·s，動塑比為1.05 ～ 1.20 Pa/mPa·s。

4）針對惡性漏失出現(xiàn)突發(fā)性，維持隨鉆控漏配方鉆進的同時，在獨立泥漿罐中儲備10～20 m3靜止堵漏體系。當漏速爬升快速，起鉆后將靜止堵漏體系泵入靜止4～10 h，至靜止漏速低于0.5 m3/h后，下鉆并恢復隨鉆控漏性能穩(wěn)定鉆進。

5）針對地層漏速、鉆速變化導致鉆井液消耗速度波動，制定新漿補充時間：消耗速度小于2 m3/h，每1 h補充新漿。消耗速度為2～5 m3/h，每15 min補充新漿。消耗速度大于5 m3/h時，連續(xù)補充新漿。新漿補充量以保持地面管線中液體體積穩(wěn)定為準。

現(xiàn)場M1-X井、H3-X井面對上部多種漏失共存地層，使用流體性能控制工藝不同，效果也存在一定差異。M1-X井控制絨囊鉆井液配方始終處于靜止堵漏范圍，防漏性能良好，但處理劑成本較高。

H3-X井針對地層漏速變化，動態(tài)調整處理劑加量比，組合使用隨鉆控漏、隨鉆堵漏、靜止堵漏配方，控制多類型漏失有效，且單位進尺處理劑用量相對M1-X井下降37%左右，表明優(yōu)化后上部漏失層鉆井液性能控制工藝能夠保證防漏效果的同時，提升經(jīng)濟效果明顯。

3.2 下部易塌層鉆井液性能控制工藝

以5種配方絨囊鉆井液飽和前后煤柱塞單軸抗拉強度、三軸抗壓強度增幅表征流體防塌性能，如圖2所示。

圖2 5種配方絨囊鉆井液改變煤柱塞力學參數(shù)變化圖

從圖2可看出，絨囊鉆井液配方A～E，煤柱塞飽和后單軸抗拉強度增幅13.36%～55.08%，三軸抗壓強度增幅6.23%～21.66%，均逐漸升高，表明鉆井液處理劑加量比越高，體系防塌性能越強。其中，配方A～C，相鄰配方間單軸抗拉強度增幅提高6.78%～11.38%，三軸抗壓強度增幅提高4.25%～7.75%，處理劑加量提高后防塌效果提升明顯。配方C～E單軸抗拉強度增幅提高1.43%～2.13%，三軸抗壓強度增幅提高1.87%～2.67%，防塌性能提升有限。

據(jù)此，以配方A～C優(yōu)化下部煤層不同坍塌風險層段應對防塌鉆井液配方?？刂沏@井液滿足不同層段坍塌抑制要求時，處理劑用量最低，提高作業(yè)經(jīng)濟性。

1）坍塌風險較低層段或者煤層鉆進初期設計配方：（0.43%～0.92%）囊層劑＋（0.62%～0.98%）絨毛劑＋（0.13%～0.35%）囊核劑＋（0.24%～0.47%）囊膜劑。性能：密度為0.92～0.97 g/cm3，表觀黏度為5.0～16.0 mPa·s，動塑比為0.57～0.68 Pa/mPa·s。

2）中等坍塌風險層段設計配方：（0.92%～ 1.46%）囊層劑＋（0.98%～1.22%）絨毛劑＋ （0.35%～0.51%）囊核劑＋（0.47%～0.63%）囊膜劑。性能：密度為0.87～0.92 g/cm3，表觀黏度為16.0～28.0 mPa·s，動塑比為0.68～0.84 Pa/mPa·s。

3）高坍塌風險層段設計配方：（1.46%～1.91%）囊層劑＋（1.22%～1.57%）絨毛劑＋（0.51%～0.77%）囊核劑＋（0.63%～0.85%）囊膜劑。性能：密度為0.81～0.87 g/cm3，表觀黏度為28.0～38.0 mPa·s，動塑比為0.84～1.05 Pa/mPa·s。

4）鉆進過程觀察井口返出巖屑大小、產(chǎn)狀以評估坍塌風險。當返出巖屑尺寸增大、返出量增加，通過提高處理劑加量比提升防塌性能。

5）煤層割理與天然裂縫發(fā)育[27]、作業(yè)壓力激動擴展煤層微裂縫[28]、煤粉產(chǎn)出吸附鉆井液成分[29]等因素變化導致鉆井液消耗速度波動，針對性制定新漿補充時間。消耗速度小于2 m3/h，每1 h補充新漿。消耗速度2～5 m3/h，每15 min補充新漿。消耗速度大于5 m3/h時，連續(xù)補充新漿。新漿補充量以保持地面管線中液體體積穩(wěn)定為準。

現(xiàn)場M1-X井、H3-X井面對下部煤層水平鉆進易坍塌，絨囊鉆井液防塌性能控制工藝存在區(qū)別。M1-X井面對水平進尺增大后，井口返出巖屑尺寸及數(shù)量增大，未及時提高處理劑加量比強化鉆井液防塌性能，導致卡鉆。

H3-X井動態(tài)評估地層坍塌風險并快速調整加量比，保證鉆井液防塌性能始終匹配煤層防塌要求的同時，控制處理劑加量較低，實現(xiàn)防塌技術效果與經(jīng)濟性統(tǒng)一。

3.3 全井井口返出老漿性能維護工藝

絨囊鉆井液自降解性有利于降低儲層傷害，但流體內囊泡數(shù)量及結構強度逐漸衰減要求井口返出老漿不間斷補充。為此，優(yōu)化下部防塌鉆井液新漿補充工藝。考慮井口返出老漿密度受固相影響，優(yōu)選表觀黏度表征流體中囊泡含量及結構強度，以表觀黏度降幅計算處理劑補充速度。對比室內實驗配方A～E提高單位表觀黏度需囊層劑、絨毛劑、囊核劑、囊膜劑等4種處理劑質量分布，如圖3所示。

圖3 鉆井液表觀黏度增量需處理劑加量分布圖

從圖3可看出，通過提高處理劑加量將清水（配方0）逐漸調整至絨囊鉆井液配方E，隨著表觀黏度升高，4種處理劑加量逐漸升高。配方A～E，表觀黏度每增加1.0 mPa·s需補充處理劑幅度接近，囊層劑0.46 kg/mPa·s，絨毛劑0.30 kg/mPa·s，囊核劑 0.19 kg/mPa·s，囊膜劑 0.20 kg/mPa·s。相比之下，清水（配方0）至配方A提高表觀黏度1.0 mPa·s需囊層劑1.10 kg、絨毛劑0.78 kg、囊核劑0.44 kg、囊膜劑0.24 kg，高于后續(xù)配方調整用量，表明絨囊鉆井液配制初期用于形成囊泡結構需處理劑較多，后續(xù)性能提升過程消耗處理劑較少且相對穩(wěn)定。據(jù)此，以配方A～E處理劑增量優(yōu)化井口返出老漿處理劑補充工藝。

根據(jù)現(xiàn)場循環(huán)排量、老漿表觀黏度降幅等參數(shù)計算處理劑補充量，計算方法見公式（1）。

式中mi表示鉆井液處理劑補充量，kg；Q表示單位時間循環(huán)排量，m3/h；T表示循環(huán)周期，h；Ain表示井口補充新漿表觀黏度，mPa·s；Aout表示井口返出老漿表觀黏度，mPa·s；αi表示1 m3鉆井液提高表觀黏度1 mPa·s需補充不同處理劑量，kg/mPa·s。

當井口返出老漿表觀黏度大于16.0 mPa·s，囊核劑α1取值0.46，絨毛劑α2取值0.30，囊核劑α3取值0.19，囊膜劑α4取值0.20。當老漿表觀黏度降至16.0 mPa·s以下，流體中囊泡含量及結構強度提供防塌控漏性能較差，增大處理劑補充幅度，囊核劑α1取值0.78，絨毛劑 α2取值 1.1，囊核劑 α3取值 0.24，囊膜劑α4取值0.44。鑒于絨囊鉆井液中處理劑分散效果，要求處理劑加入過程保持勻速。

收集現(xiàn)場M1-X井井深介于1 000～1 450 m層段井口返出老漿密度、表觀黏度、塑性黏度變化，如圖4所示。

圖4 M1-X井鉆井液性能變化圖

從圖4可看出，M1-X井1 000～1 250 m井段為煤層水平段，坍塌風險較高。實際階段內隨進尺增加，老漿密度0.96 g/cm3快速升至1.03 g/cm3，表觀黏度18.5 mPa·s降至15.5 mPa·s，塑性黏度7.5 mPa·s升至13.5 mPa·s，表明老漿中固相含量快速升高，且囊泡含量與結構強度衰減嚴重。實際現(xiàn)場固控設備較設計要求少一臺離心機導致固相清除效率不足。同時，老漿表觀黏度降至16.0 mPa·s以下時，現(xiàn)場處理劑補充速度偏低，鉆井液中囊泡數(shù)量及結構強度未及時恢復，防塌性能已低于設計值。對比M1-X井，井口返出老漿密度始終低于0.96 g/cm3，井場固控設備落實到位，老漿處理劑補充速度達到設計值，鉆井液防塌性能穩(wěn)定?？梢姡q囊鉆井液老漿維護工藝及處理劑補充速度，同樣是絨囊鉆井液在上漏下塌煤層氣成井應用成敗關鍵內容。

4 結論

1）利用室內實驗，從鉆井液指導配方優(yōu)化、性能調整方法等方面研究形成絨囊鉆井液應用上漏下塌煤層氣成井控制工藝，發(fā)揮絨囊流體暫堵廣譜和內封堵增強煤層強度的特點，實現(xiàn)一種體系多種性能解決上部多類型漏失共存、下部煤層易坍塌的煤層氣井成井難題。

2）以封堵相同高度裂縫至驅壓20 MPa的升壓周期表征體系封堵性能強弱，優(yōu)選出隨鉆控漏、隨鉆堵漏、靜止堵漏共3套鉆井液配方；以飽和煤柱塞后單軸抗拉強度、三軸抗壓強度增幅表征防塌性能強弱，優(yōu)化出坍塌風險為低、中、高煤層適用的鉆井液配方。

3）絨囊鉆井液現(xiàn)場應用時，根據(jù)鉆井液消耗速度優(yōu)化新漿補充速度，以排量、表觀黏度降幅及實驗得到提升表觀黏度等指標確定優(yōu)化老漿維護工藝所需的處理劑用量。

4）以模糊封堵理論指導形成的絨囊流體具有適用性廣、調控地層強度的效果，為控制諸如煤層、碳酸鹽巖等破碎性地層易漏易塌難題，解決單個環(huán)節(jié)多類型漏失、多個環(huán)節(jié)多類型漏失鉆井難題，提供了技術支撐。