作者：刘凡; 蒋官澄; 王凯; 王玺; 王金锡纳米材料水基钻井液页岩气开采流变调节纳米孔隙封堵
摘要：针对页岩气钻探中水基钻丼液携岩、封堵纳米孔径、抑制页岩分散等方面需求,研制了一种直径约为30nm的纳米层状材料LDP。在流变方面,120℃老化后,2%LDP悬浮液比6%钠膨润土具有更高的弹性模量、屈服应力和剪切稀释性,与0.5%PAC-LV溶液复配实验表明,1%LDP的增黏提切性能优于4%钠膨润土;同时,周期震荡应变扫描实验表明,LDP悬浮液在高低应变转换时具有更好的凝肢结构恢复和拆散性能;粒径分析、透射电镜分析表明,LDP比钠膨润土在水溶液和PAC-LV溶液中更容易形成明显的网状结构;在封堵方面,利用N2吸附分析了页岩在不同溶液浸泡后的孔隙,结果表明,LDP比纳米二氧化硅、钠膨润土具有更明显的封堵效果,扫描电镜分析揭示了LDP材料能够封堵页岩狭长纳米孔道。在页岩抑制方面,2%LDP抑制黏土线性膨胀率较清水降低45%,优于7%KC1,100℃页岩滚动回收率约为59.6%,与7%KC1基本一致,土块浸泡在2%LDP溶液96h形貌完整。整体而言,LDP纳米材料在增黏提切、纳米孔隙封堵和页岩抑制方面有良好的效果,在页岩气高性能水基钻井液中有一定的应用前景。
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