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学兔兔
第 32卷第 3期钴井液与完井液、
2015血 5月 DRILLINGFLUID& COM PLETIONFLUID M ay 2015
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纳米二氧化硅对盐水钻井液性能的影响
夏鹏, 蔡记华, 范志军, 汪次洪
(中国地质大学(武汉)工程学院,武汉)
『匕硅对盐水钻井液性能的影响[,2015,32(3):9—12.
摘要在油气井钻进过程中,井壁发生缩径和掉块往往是由于泥页岩吸水膨胀导致的。针对这种情况,提出使
用纳米二氧化硅封堵泥页岩的纳米级孔喉,从而降低其渗透率、减缓水分侵入的思路。通过测试钻井液的黏度、滤
失量和膨胀量,评价了纳米二氧化硅对盐水钻井液性能的影响。室内实验结果表明,纳米二氧化硅改善钻井液性能,
必须是在其抗盐的基础上才能实现,即需使用抗盐土配浆;浓度为 1%~5%的纳米二氧化硅通过增加颗粒间的内摩
擦力,既而提高了钻井液的黏度,然而纳米二氧化硅材料对于盐浓度比较敏感;纳米二氧化硅颗粒可以沉积在滤饼
表面封堵滤纸孔隙, 降滤失效果明显,滤失量降低率可达 %;其通过封堵黏土的孔隙,起到了抑制黏土吸水膨
胀的作用。优选出的二氧化硅最优加量为 3%,其抗盐可至 12%;综合考虑滤失、膨胀量实验结果和性价比,选定
3%NP+4%NaCl+SWM—B为最优配方。
关键词纳米二氧化硅;盐水钻井液;抗盐土;泥页岩地层;井壁稳定;封堵
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:(2015)03—0009—04
0 引言 1 实验材料与方法
钻井液与泥页岩的相互作用以及钻井液的非抑制
性是导致井壁失稳的原因。钻井液与泥页岩接触时, 抗盐土以及膨润土,黄原胶(XC);改性淀粉
容易因为吸水而导致页岩地层产生松散垮塌、缩径等();纳米二氧化硅分散液(型号为 VK—S01B,
井下复杂情况[1。】。以前的研究主要通过使用抑制性和透明液体,平均粒径为nln±5 15 nlrl,纳米二氧化硅
防塌能力强的处理剂来改善泥页岩井壁的稳定性[4-6]o 含量为 30%,溶剂为水,pH值为 9~11 o
研究表明,中国页岩气储层的孔隙范围为 5~300 ,ZNS一5A型中压
nnl,主体为 80~200,且页岩的孔喉尺寸为5~50nlTl【_ 滤失仪,。
nlrl[8】
。目前广泛使用的超细碳酸钙已经不能在纳米孔配制了 2种盐水钻井液 、SWM—B,其
发育的泥页岩层孑L喉处架桥继而形成薄而致密的泥配方如下。
饼,因此只有运用纳米级的颗粒作架桥粒子才有可能盐水钻井液 A (SWM—A)mL水 350 +
封堵这些孑L喉。所以运用纳米二氧化硅颗粒封堵页岩膨润土+%+%XC+(0~3O%)盐+(0~
孔喉,减缓水侵入页岩,可以增强页岩井壁稳定[9】。 5%)纳米二氧化硅NaOH +
笔者将纳米技术和常规钻井液材