碳纳米管封堵剂在水基钻井液中的作用机理

摘要

针对微米级封堵材料无法对纳米孔缝进行有效封堵的问题,以微米级超细CaCO_(3)作为对比,研究了氨基化多壁碳纳米管作为纳米封堵材料对钻井液流变参数的影响,通过人造泥饼滤失实验和人造岩心渗透实验研究了其封堵机理。研究结果表明,超细CaCO_(3)使得钻井液的流变性能变差,而氨基化多壁碳纳米管对钻井液流变性能几乎没有影响;氨基化多壁碳纳米管对人造泥饼或人造岩心的封堵率随着其加量的增加而升高,当其加量为3%时封堵率可达77.70%和79.41%,而相同加量的超细CaCO_(3)对人造泥饼的封堵率仅为45.28%和为61.76%。这充分说明纳米尺寸的封堵剂对纳米孔缝的封堵效果远优于微米封堵材料,碳酸钙只能在孔缝端面进行堆积,而氨基化多壁碳纳米管能够进入纳米孔缝形成架桥封堵,表面的氨基紧紧地吸附于孔缝的壁面上,阻止滤液的渗入。