钻井液的作用-广安钻井液-中胜石油化工

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页岩地层核壳结构纳米封堵剂研制及应用页岩地层纳米级微孔、微裂缝极其发育，常规封堵剂粒径较大，难以对页岩形成有效的致密封堵。首先采用偶联剂KH570对纳米SiO_2进行超声表面改性，进而通过乳液聚合法，以、酸甲酯为单体，钻井液振动筛，过硫酸钾为引发剂与表面改性纳米SiO_2进行接枝共聚，制备了一种具有核壳结构的纳米封堵剂。借助红外光谱、透射电镜、热重实验对产物进行了表征，通过页岩压力传递实验测试了其致密封堵性能，探讨了其作用机理。结果表明:该纳米封堵剂能够有效封堵页岩纳米级孔缝结构，阻缓压力传递与滤液侵入，显著降低页岩渗透率，提高裂缝性页岩井壁稳定性。以该纳米封堵剂为处理剂构件了一套页岩水平井水基钻井液体系，具有较好的致密封堵、抑制、润滑等关键性能。该体系在威远区块X井三开长裸眼井段应用过程中，井眼始终保持稳定，摩阻低，定向段无拖压显示。

聚合物纳米微球封堵剂CQ-NSA性能研究针对页岩储层纳米级孔缝封堵的问题，广安钻井液，研究了水基钻井液聚合物纳米微球封堵剂CQ-NSA的分散性、封堵性与配伍性。通过超声分散，其粒度中径为82.14 nm;采用常规高速搅拌，17.5%的颗粒仍保持纳米级分布。将CQ-NSA加入膨润土浆中，总颗粒中仍有6%的颗粒呈纳米级分布。CQ-NSA加量在1.0%～1.5%之间可以显著降低滤饼渗透率，有效降低膨润土浆与体系配方的高温高压渗透封堵仪滤失量，表明CQ-NSA具有良好的封堵性能。流变性能分析结果表明，CQ-NSA加量不超过1.5%，对膨润土浆与水基钻井液体系的流变性能影响不大，具有较好的配伍性能。该研究为页岩气水基钻井液用纳米封堵剂提供了理论与实验依据。

为了解决油基钻井液在页岩气藏钻遇井壁失稳的难题，以纳米材料物理封堵和改变岩石表面润湿性为研究思路，通过溶胶-凝胶法对纳米二氧化硅进行表面改性，合成具有憎液性能的纳米封堵剂SNP-1。利用进行分子结构表征，同时结合扫描电镜等微观实验和自然渗吸等宏观实验对其性能进行评价。结果表明，合成的纳米封堵剂SNP-1具有预先设计的基团，其能够使页岩表面液相接触角大于150°，反转毛细管附加压力为阻止液相进入孔喉的阻力，进一步降低岩心自然渗吸油含量;150℃老化后，钻井液配方，使得油基钻井液的高温高压滤失量低至2.4 mL，破乳电压达800 V以上，能有效阻止页岩岩心的压力传递。

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