油基钻井液纳米封堵技术研究及应用

摘要

由于泥页岩是以黏土矿物为主的沉积岩,遇水易膨胀分散,且大量资料表明存在裂缝及微裂缝,因此极易发生井壁失稳.而使用油基钻井液可有效地避免泥页岩水化问题,保证钻井完井顺利进行.本文评价了纳米封堵材料NFD-1的封堵效果,利用粒度分布优化技术对钻井液固相颗粒粒度级配进行了优化,并在现场进行了应用,形成了油基钻井液纳米封堵技术.封堵材料NFD-1粒径在12nm左右,且具有较大的比表面积,能够深入地层的微裂缝和孔隙,在黏土颗粒和处理剂分子上形成牢固的物理化学吸附,并能增加钻井液滤饼的致密性,从而阻止滤液侵入,有效地降低了滤失量.对于封堵性能评价方法,除了常规的高温高压滤失评价方法外,本文还结合优化粒度级配的方法,运用理想充填理论和D90规则,选出能够获得最好暂堵效果的配方,并通过浸泡岩心,利用声波传递实验来间接说明封堵效果,还利用压力传递实验对钻井液封堵性能进行了评价.实验结果显示,强封堵油基钻井液体系适合在页岩长水平段钻井中使用,将井壁失稳的风险降到了最低.