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,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，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。

水基钻井液用防塌封堵剂封堵效果实验研究

采用高温高压静失水评价方法,开展了沥青类封堵剂、刚性颗粒封堵剂以及其它封堵剂等单剂的评价与优选,并开展了复配封堵剂优化的实验。结果表明,乳化沥青在沥青类封堵剂中封堵效果优,超细碳酸钙(1 000目)在刚性颗粒封堵剂中封堵效果优,乳化石蜡在其它封堵剂中封堵效果优。在常用封堵剂的组合中,3%超细碳酸钙(1 000目)+2%乳化沥青为水基钻井液用封堵配方

一种页岩地层环保型纳米封堵剂的研制及性能评价

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,、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。