含煤地层封堵抑制型钻井液添加剂的研究

韦猛¹，曾一芳¹，朱金勇²，明俊男¹

1. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室2. 四川省川建勘察设计院

摘 要：含煤地层,裂隙发育且复杂多变,在钻进过程中事故频发。针对这一现象,首先从含煤地层微观形貌分析入手,发现含煤地层存在大量微裂缝,且裂缝中多为水敏膨胀型充填物,易导致含煤地层失稳。采用降低钻井液滤失、封堵抑制水分侵入含煤地层的思路,通过理论与实验相结合的方法,优选出具有增黏兼降滤失作用的高聚物黄原胶XC,能封堵地层孔隙的超细惰性材料纳米二氧化硅、超细碳酸钙3种添加剂。通过室内实验分别测试出了加入不同剂量(质量分数)添加剂对钻井液的流变、滤失性能等参数,将实验数据整理分析,发现钻井液的性能参数随这3种添加剂剂量变化的规律。通过膨胀实验佐证了XC聚合物钻井液体系的抑制效果,并从微观结构的角度阐述了这3种添加剂的作用机制。研究成果对含煤地层的钻进提供了理论依据,同时在类似含煤地层的钻进中具有一定的参考价值。

关键词：含煤地层;超细惰性材料;高聚物;钻井液;微观形貌;机制;