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页岩油合成基钻井液纳米封堵剂制备及评价为了满足页岩地层微纳米孔隙裂缝封堵的技术需求,研制了合成基钻井液用纳米材料LNS。借助粒径分析、透射电镜等实验表征纳米材料LNS的微观形貌特征,讨论了LNS对合成基钻井液流变性及滤失性的影响。微孔滤膜封堵实验表明,钻井液性能,LNS能够有效封堵微纳米级孔缝,高温高压滤失量降低53. 3%,商丘钻井液,明显减少滤液侵入地层。并利用合成基钻井液封堵前后对岩石强度的影响实验,得出合成基钻井液添加纳米封堵剂后岩石强度可提高25%。

润滑防塌的微/纳米封堵剂的研制及其性能研究陕北油气田储层为裂缝、微裂缝发育,钻井过程中钻井液漏失严重,对储层伤害较大。本研制出粒径分布匹配储层裂缝结构特征且具有良好润滑性能的微纳米封堵剂。封堵剂选用了高熔点、高硬度的聚乙烯蜡(PE蜡)作为主剂,不同类型表面活性剂复配体系作为乳化剂,水为分散介质,所得封堵剂在水中具有良好的分散性能。系统的研究了乳化剂HLB值、乳化剂含量、乳化时间、蜡含量、搅拌速度等因素对封堵剂性能的影响,并对封堵剂的粒径分布特征、稳定性能进行了表征,研究结果表明:乳化剂HLB值为10.5,复配乳化剂用量为9.6%,搅拌速度为1000 r/min,蜡含量30.21%,乳化时间为30 min,乳化温度为130℃时,所得封堵剂的平均粒径仅为1.6μm。在此条件下,所得封堵剂稳定性能,在3000 r/min离心时,10 min不分层,常温下封堵剂静置90天无任何变化。

以酰胺、2-酰胺-2-丙磺酸和液体石蜡为原料,在以偶氮二异庚腈为引发剂的条件下合成出一种页岩地层用纳米封堵剂LNM,通过红外光谱分析、热重分析和粒度实验对其结构进行表征,同时对其封堵性能和环保性能进行评价。结果表明:在1 625 cm~(-1)处没有出现峰值,表明C=C的伸缩振动峰消失并打开,钻井液清洁器,、醚基、羰基、亚等基团峰值均存在;产物在320℃以下不容易发生分解,结构稳定;LNM粒度中值在未使用分散手段前达到132nm,已经达到了纳米级别。建立模拟页岩地层微裂缝评价封堵性能评价方法,在各类纳米封堵材料评价中,纳米封堵材料LNM具有优异的封堵能力,堵剂加量1%渗透率降低超过40%。当加量超过5%时,渗透率降低率接近70%。当加量为9%时,泥饼封堵时测试的渗透率可以达到2.862×10~(-4) mD,较封堵前的1.316 4×10~(-3) mD下降了78.26%;EC50=48 091 mg·L~(-1),表明LNM无毒,对环境无害,达到环保要求。

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