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成膜性纳米微乳液封堵剂的制备与评价以(St)、甲酯(MA)和酰胺(AM)为反应单体,偶氮二为引发剂,采用反相微乳液聚合法,合成了成膜型纳米微乳液封堵剂。合成反应的条件为:乳化剂复配比span80∶tween80=2∶1(质量比),反应单体配比为St∶MA∶AM=3∶1∶2(质量比),单体总浓度为25%,引发剂用量为2%,反应温度60℃,反应时间4 h。封堵剂的粒径中值为125.5 nm,满足对页岩微裂缝封堵的尺寸条件;热重分析表明,纳米封堵剂分解温度290℃左右,热稳定性好;在钻井液体系中加入3%的封堵剂,90℃热滚16 h后,粘度和切力变化不大,流变性较稳定,且其API滤失量仅为2 m L,FLHTHP(30 min)为6.0 m L,钻井液振动筛,该纳米封堵剂性能优异,封堵效果好。

防塌封堵剂对油基钻井液性能的影响及机理为提高页岩地层井壁稳定性,利用自制高温高压金属缝块封堵仪研究了各类封堵剂对油基钻井液性能的影响,钻井液润滑剂,并获得有效封堵微裂缝用油基封堵剂及复配方案,并分析了封堵剂的封堵机理。研究结果表明,复合树脂和成膜封堵剂对微裂缝的封堵效果较优,高温高压滤失量控制在5mL左右,其中成膜封堵剂对油基钻井液流变性的影响小;复配封堵剂的封堵效果优于单一封堵剂,当复合树脂和成膜封堵剂复配比为1:1时,平均高温高压滤失量可降低81.64%,既能对微裂缝有效封堵又能保证对基浆流变性能基本无影响。

哈得逊地区石炭系地层以泥岩为主,夹薄层砂岩、角砾岩。钻井过程中剥落掉块严重,造成挂卡,钻井液搅拌器,岩屑代表性差,影响地质录井;增斜段和水平段钻井托压严重,定向和钻井效率很低。为此,钻井液引入了成膜封堵技术,对FDM-1新型成膜封堵剂进行了室内评价实验,建立了溶液漏失量和滤膜透失量评价成膜效率的方法,并对其在土浆中的作用机理进行研究。实验评价和现场应用结果表明,FDM-1是一种纳米-微米级高分子聚合物乳液,可在多孔介质表面通过滤失形成致密的高分子膜,这种高分子膜具有非渗透、可变形的特征,在地层孔隙中形成致密的封堵层,漯河钻井液,降低滤失量,有效地稳定井壁,解决泥页岩掉块问题。同时,通过改善泥饼质量起到润滑减阻,有效地解决定向托压的问题。

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