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六种成膜封堵剂的室内实验优选与评价为更好地服务深部钻探工程,准确了解冲洗液封堵性能,对6种成膜封堵剂开展了砂床实验、API静失水量实验、流变性能实验及抗温实验等室内实验进行优选与评价。实验结果表明,2号和4号成膜封堵剂在6种成膜封堵剂中封堵性能,它们在基浆中的加量均为2%,100℃温度条件下加入这2种封堵剂的冲洗液具有较好的抗温性能;冲洗液中膨润土含量和处理剂是影响冲洗液封堵性能的2个重要因素:膨润土含量越高,钻井液振动筛,冲洗液封堵性能越好,加入聚合物、降滤失剂等处理剂可以提高冲洗液的封堵性能。砂床实验是评价冲洗液封堵性能好坏的重要依据。

页岩纳-微米封堵剂评价方法及优选本文合成了两种由无机材料纳米二氧化硅与有机材料酸酯复合的乳液,分别采用半连续种子乳液法和间歇法合成两种纳微米封堵剂NA-1和NA-2。研发纳微米封堵剂NA-1的合成反应温度为79℃,p H为6,反应滴速为0.3g/min,NA-1粒径分布D_(90)值为0.1305μm;纳微米封堵剂NA-2的合成反应温度为80℃,p H为6,反应滴速为0.3g/min,NA-1粒径分布D_(90)值为0.1482μm。分别评价了纳微米材料对油基钻井液的流变性、润滑性、高温高压滤失量的影响结果,建立了低渗岩心驱替法来评价油基钻井液封堵性,实验结果表明基础浆中加入氧化沥青封堵效果更好,封堵效率达到84.18%,进一步加入纳-微米NA-1后,突破压力超过35MPa,封堵效率接近100%。采用该封堵剂形成的强封堵油基钻井液成功在宁209H19-5井应用,井径规则,水平段钻进过程中无掉块,旋转导向安全取出,无井下事故发生,有望在该地区推广应用。

封堵近井壁微裂缝是避免硬脆性泥页岩地层井壁失稳的有效手段之一。在分析各类型水基钻井液防塌封堵剂的基础上,优化研制出一种新型热塑性聚酯类封堵剂FDJ-EF;通过具有模拟微裂缝金属缝板的高温高压封堵仪,评价FDJ-EF的封堵效果,证明其在较宽的温度范围(80~140℃)内具有优异的封堵性能,且其封堵能力强于目前常用的防塌封堵剂(聚乙二醇、乳化石蜡、乳化沥青);通过荧光光度计分析,FDJ-EF无荧光显示;通过封堵特征微观观察及粒度分布测量等实验手段,龙凤区钻井液,探讨了FDJ-EF的封堵机理。结果表明,其封堵机理主要为:在软化温度范围内,FDJ-EF封堵粒子在压差作用下软化变形,钻井液的作用,与其他固相颗粒一同挤入微裂缝内,在短时间内形成致密的封堵层,一方面阻碍了压力和滤液传递,一方面增强了黏土矿物的胶结强度。

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