钻井液用纳米二氧化硅封堵剂的研制及性能评价

摘要

页岩地层发生井壁失稳与页岩自身的微孔-微裂缝、层理性发育结构特征紧密相关,因此,对微孔-微裂缝进行有效封堵是解决井壁失稳的有效手段之一.针对页岩纳米级空隙特征,对纳米二氧化硅(SiO2)疏水改性,研制了新型纳米封堵材料,其粒径分布在40～150nm.钻井液评价结果表明,该封堵材料对页岩具有良好的抑制能力,且优于KPAM、KCl;对钻井液的流变性影响较小,能有效改善滤饼质量并降低滤失量;封堵效率由71％提高至88％,表现出良好的封堵性.通过电镜扫描发现改性纳米SiO2封堵剂在岩心表面形成致密封堵层,可以有效封堵泥页岩孔喉和微裂缝,降低了水向页岩内部的渗透,从而防止井壁失稳.