有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米水基鉆井液體系研究

白小東 蒲曉林

(西南石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,四川成都 610500)

?固井與泥漿?

有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米水基鉆井液體系研究

白小東 蒲曉林

(西南石油大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,四川成都 610500)

利用有機(jī)和無(wú)機(jī)納米粒子作為功能處理劑(架橋、封堵),結(jié)合常規(guī)聚合物處理劑組成了有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米水基鉆井液體系,評(píng)價(jià)了該鉆井液體系的隔離層效應(yīng)、抗溫性、抑制性、抗污染能力和沉降穩(wěn)定性。評(píng)價(jià)結(jié)果表明:有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米水基鉆井液體系具有較強(qiáng)的隔離層效應(yīng),120 min后動(dòng)濾失量幾乎為零;抗溫達(dá)到180℃;具有較強(qiáng)的抑制泥頁(yè)巖水化膨脹的能力,頁(yè)巖在納米水基鉆井液中的線膨脹率僅為17.92%,滾動(dòng)回收率為95.00%;抗鹽和鉆屑污染能力強(qiáng),抗NaCl和CaCl2可達(dá)15%和7%,抗鉆屑污染可達(dá)15%;沉降穩(wěn)定性好,能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。

納米級(jí)材料;水基鉆井液;鉆井液性能;抗鹽特性

1 概 述

水分子的直徑約為0.4 nm,鉆井液中的黏土顆粒粒徑多數(shù)在懸浮體范圍(0.1～2.0μm)內(nèi),而泥頁(yè)巖是所有地層巖石中孔徑最小的巖石類型,其孔徑分布在0.001～0.010μm,因此,對(duì)于井壁巖石的最后一級(jí)封堵材料,其顆粒尺寸必須處于納米級(jí),而且加入的納米材料必須同時(shí)有剛性粒子和可變形粒子。有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米水基鉆井液體系中,無(wú)機(jī)納米粒子是一種具有不變形特點(diǎn)的剛性粒子,剛性粒子對(duì)處于納米級(jí)的孔隙進(jìn)行架橋;有機(jī)納米粒子是一種在一定溫度下具有變形變軟功能的可變形粒子,可變形粒子對(duì)剛性粒子架橋形成的不規(guī)則孔隙進(jìn)行變形填充,最終形成完全阻止水進(jìn)入地層的隔離層,起穩(wěn)定井壁和保護(hù)儲(chǔ)層的作用。……