页岩气水基钻井液用核壳结构微纳米封堵剂制备及特性评价

摘要

采用硅烷偶联剂对纳米SiO2进行超声表面改性,引入乙烯基功能基团,采用乳液聚合法,以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯为单体,过硫酸钾为引发剂与表面改性纳米SiO2进行接枝共聚,制备了一种具有核壳结的P(St-MMA)/纳米SiO2复合封堵剂.借助FT-IR、TEM、TGA和粒度分布测试对产物进行了表征.基于低压氮气吸附实验、超高压压汞实验和扫描电镜测试,分析了四川盆地页岩微观结构特征;通过页岩压力传递实验,评价了P(St-MMA)/纳米SiO2的封堵性能,探讨了其作用机理.结果表明,新研制的纳米封堵剂能够有效封堵页岩微纳米孔隙,阻缓压力传递与滤液侵入;此外,与化学固壁剂协同作用,既可以有效封堵页岩微孔缝,阻缓压力传递,还能明显降低页岩渗透率,有助于发挥物理封堵—化学固结双重作用,使封堵层更加致密,强化提高裂缝性页岩井壁稳定性.