【摘要】：頁(yè)巖氣作為國(guó)家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),現(xiàn)已在涪陵、長(zhǎng)寧-威遠(yuǎn)和昭通頁(yè)巖氣田實(shí)現(xiàn)了初步規(guī)模開(kāi)發(fā)。目前在頁(yè)巖氣水平段鉆井過(guò)程中主要用油基鉆井液,但隨著環(huán)保法規(guī)執(zhí)行力度加強(qiáng)和環(huán)保意識(shí)深入人心,頁(yè)巖氣水基鉆井液逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。在頁(yè)巖氣水平井用常規(guī)水基鉆井液鉆進(jìn)時(shí),由于其抑制性不足、封堵性能差和潤(rùn)滑性不夠,嚴(yán)重制約了常規(guī)水基鉆井液的使用。因此,有必要開(kāi)展頁(yè)巖氣水基鉆井液體系研究,以適用于水平段泥頁(yè)巖地層的鉆進(jìn),讓頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)更加“安全、優(yōu)質(zhì)和高效”。本文分析了國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)和頁(yè)巖氣水基鉆井液的發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)油基鉆井液的環(huán)保問(wèn)題和KCl聚合物防塌鉆井液在涪陵焦石壩區(qū)塊泥頁(yè)巖水平井鉆進(jìn)時(shí)的不足,選取涪陵焦石壩龍馬溪-五峰組露頭頁(yè)巖為研究對(duì)象,開(kāi)展了新型高效水基鉆井液的抑制劑、降濾失封堵劑和潤(rùn)滑劑等的研究、優(yōu)選和評(píng)價(jià)。以抑制、降濾失和潤(rùn)滑相關(guān)作用機(jī)理出發(fā),對(duì)比目前頁(yè)巖氣水基鉆井液常用的抑制劑,優(yōu)選KCl和HCOONa為抑制劑,CMC-LV為穩(wěn)定劑,AB-201為高溫穩(wěn)定劑,并以此為基礎(chǔ),通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究,研制出一種新型高效水基鉆井液體系。體系配方:水+0.6%膨潤(rùn)土+1%NaOH+0.8%HZ-01(CMC-LV)+5%HW-01(AB-201)+5%HZ-02(SMP-Ⅱ)+7%HJ-01(JNJS)+6%HR-01(FT-1)+2%HR-03(YH-8)+8%HR-02(防卡潤(rùn)滑劑)+2%乳化劑+2%超細(xì)CaCO_3+12%KCl+11%HCOONa+重晶石。研究結(jié)果表明該體系在抑制性、封堵性和潤(rùn)滑性上能滿足頁(yè)巖氣水平井鉆進(jìn)的要求。體系的抑制效果與油基鉆井液相接近,優(yōu)于常規(guī)水基鉆井液,對(duì)龍馬溪-五峰組露頭頁(yè)巖的膨脹率和滾動(dòng)回收率分別為5.12%和100%;用“剛性顆粒+塑性顆�！睆�(fù)配的一種強(qiáng)封堵體系,封堵效果與油基鉆井液相當(dāng),優(yōu)于常規(guī)水基鉆井液,常溫中壓失水量甚至低于油基鉆井液,其中FL_(API)為1.4ml,FL_(HTHP)為4.2ml,泥餅薄而致密;用防卡潤(rùn)滑劑和乳化劑復(fù)配組成的高效潤(rùn)滑劑,潤(rùn)滑效果優(yōu)于常規(guī)水基鉆井液,體系的摩阻系數(shù)為0.14。研究結(jié)果表明該體系在滿足強(qiáng)抑制、強(qiáng)封堵性和良好潤(rùn)滑性的基礎(chǔ)上,還具有良好的加重性能、抗侵污性能和熱穩(wěn)定性能。體系在1.2g/cm~3、1.35g/cm~3、1.5g/cm~3、1.7g/cm~3密度段都有著良好的流變性能和濾失性能,而且泥漿性能穩(wěn)定,其中體系密度為1.5g/cm~3時(shí),AV為66mPa·s、PV為58 mPa·s、YP為8.2Pa、FL_(API)為1.4ml、FL_(HTHP)為4.8ml;體系在8%NaCl和8%巖屑的侵污后,流變性能和濾失性能都基本無(wú)明顯的變化,依舊有著良好的流變性能和濾失性能;體系在130℃老化后,黏度略有下降,失水量無(wú)明顯的變化,依舊保持著良好的流變性能和濾失性能。研究結(jié)果表明新型高效水基鉆井液不僅能解決在水平段泥頁(yè)巖地層鉆進(jìn)時(shí)用油基鉆井液的環(huán)保問(wèn)題,也能克服用常規(guī)水基鉆井液的不足,而且能滿足水平段泥頁(yè)巖地層鉆進(jìn)的要求,對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)提供了區(qū)域環(huán)境安全保障。
【圖文】：

1 緒論 研究背景隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對(duì)天然氣資源的需求急劇加大，我國(guó)在 然氣的消費(fèi)量就已高達(dá) 2050×108m3，據(jù)發(fā)布的《中國(guó)能源展望 2030》預(yù)對(duì)天然氣的需求量在 2020 年將增長(zhǎng)到 2900×108m3，到 2030 年將增長(zhǎng)到0×108m3[1]。而具有儲(chǔ)量豐富、開(kāi)采壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)周期長(zhǎng)和清潔環(huán)保的頁(yè)巖勘探開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展和突破，必將會(huì)成為新時(shí)代能源世界的 主導(dǎo)全世界頁(yè)巖氣總資源量約為 456×1012m3，相當(dāng)于致密砂巖氣和煤層氣的分布在拉丁美洲、北美、中東和北非、中亞和中國(guó)等地區(qū)（見(jiàn)圖 1-1[2]）家預(yù)計(jì)美國(guó)約為 24.4×1012m3的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量，能夠供給美國(guó)消費(fèi) 690 年頁(yè)巖氣資源量約為 26×1012m3，約占全球頁(yè)巖氣資源量的 5.7%，具有巨潛力，因此頁(yè)巖氣的開(kāi)發(fā)能較好的改善我國(guó)當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)。

科技學(xué)院碩士專業(yè)學(xué)位論文 1 。隨著美國(guó)政府對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的重視，在 20 世紀(jì) 80 年代對(duì) Michiganrim 頁(yè)巖實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化大規(guī)模開(kāi)采，在 90 年代開(kāi)始了對(duì) San Juan 盆地 和 Fort Worth 盆地 Barnett 頁(yè)巖進(jìn)行工業(yè)化開(kāi)采[10]。隨著頁(yè)巖氣勘探開(kāi)進(jìn)步，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量急劇增加（見(jiàn)圖 1.3），在 2010 年，，就超越俄羅全球第一大天然氣生產(chǎn)國(guó)。在 2015 年，美國(guó)頁(yè)巖氣產(chǎn)量就達(dá)到了 m3，而同年的頁(yè)巖氣產(chǎn)量占美國(guó)天然氣總產(chǎn)量的比例高達(dá) 50%以上。
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TE254

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2590431