納米碳酸鈣改性分散及其在鉆井液中的應用研究

白小東，肖丁元，張 婷，唐 斌

(1.西南石油大學 材料科學與工程學院，成都 610500;2.油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室(西南石油大學)，成都 610500)

有學者針對頁巖微裂縫封堵效果不理想、鉆井失水量大提出了利用納米處理劑物理堵塞頁巖孔隙，提高井壁穩定和儲層保護能力.無機納米材料由于其性能穩定且原料易得，在鉆井液中得到了較好應用.1988年，Burba［1］首次闡述了無機正電膠納米材料(MMH)在鉆井液中的應用，利用其較高的比表面積和較小的粒度，國內研發人員已經在勝利、華北油田易水化膨脹坍塌地層取得了良好效果.孫迎勝等［2］利用無機納米材料和多孔微細膠凝材料之間的水化鍵合作用生成了以納米材料為核心的三維網絡結構，無機納米材料顆粒進入凝膠網絡結構的毛細孔及微裂縫進行填充和補強，實現了高強度封堵效果.SENSOY T等［3］和CHENEVERT M E等［4］分別研究了不同粒徑、濃度的納米SiO2對頁巖孔隙的堵塞效果，發現納米SiO2能夠聚集封堵適宜自身大小的頁巖孔隙，針對Atoka和Gulf of Mexico頁巖，液體滲透率較海水降低了98%，比常規鉆井液降低了16%～72%.SHARMA Mukul M等［5］將具有良好離子兼容性和高溫穩定性的納米SiO2材料用于德克薩斯州巴尼特硬頁巖，拓寬了納米微粒在頁巖上的應用，頁巖濾失得到改善.上述納米材料對鉆井液性能的改善效果明顯，但納米材料表面活性大，會吸附一部分鉆井液處理劑，減少處理劑的有效含量，其自身也容易發生團聚，團聚后顆粒尺寸明顯變大，失去納……