煤层气钻井井壁失稳机理及防塌钻井液技术

针对沁水盆地煤层气钻井中存在的井壁稳定技术难题，采用X射线衍射、扫描电镜、泥页岩膨胀实验、页岩分散实验测试了泥页岩和煤岩体的组构及理化性能，分析了井壁失稳机理。依据“多元协同”防塌原理，研选出了高效包被抑制剂、封堵防塌剂和活度平衡剂，构建了泥页岩地层防塌钻井液体系QSFT和煤层钻开液QSMZ。评价结果表明，QSFT体系的粘度、切力适中，滤失量低、泥饼薄，对200μm裂缝的封堵承压能力达3.0MPa；QSFT和QSMZ具有较强的抑制水化能力，并能显著增加岩样单向抗压强度，对煤岩体岩心湿测渗透率的损害均低于30%，干测渗透率恢复值达到95%以上，可作为沁水盆地煤层气井的钻井液和储层钻开液。