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新型纳米材料在页岩气水基钻井液中的应用研究

刘凡 蒋官澄 王凯 王玺 王金锡

刘凡, 蒋官澄, 王凯, 王玺, 王金锡. 新型纳米材料在页岩气水基钻井液中的应用研究[J]. 钻井液与完井液, 2018, 35(1): 27-33. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.005
引用本文: 刘凡, 蒋官澄, 王凯, 王玺, 王金锡. 新型纳米材料在页岩气水基钻井液中的应用研究[J]. 钻井液与完井液, 2018, 35(1): 27-33. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.005
LIU Fan, JIANG Guancheng, WANG Kai, WANG Xi, WANG Jinxi. Research on Application of a Novel Nanophase Material in Water Base Drilling Fluids for Shale Drilling[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2018, 35(1): 27-33. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.005
Citation: LIU Fan, JIANG Guancheng, WANG Kai, WANG Xi, WANG Jinxi. Research on Application of a Novel Nanophase Material in Water Base Drilling Fluids for Shale Drilling[J]. DRILLING FLUID & COMPLETION FLUID, 2018, 35(1): 27-33. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.005

新型纳米材料在页岩气水基钻井液中的应用研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2018.01.005
基金项目: 

国家自然科学基金面上项目“井壁稳定性及钻井液低温流变性的控制方法研究”(51474231);国家“十三五”科技重大专项“复杂结构井、丛式井设计与控制新技术”(2017ZX05009-003);中国石油天然气集团公司“十三五”项目“乍得,尼日尔钻完井工厂化作业技术集成与应用”(2016D-4503)。

详细信息
    作者简介:

    刘凡,在读博士研究生,1990年生,现在从事钻井液技术研究工作。电话(010)89732239;E-mail:ferman-liu@hotmail.com。

    通讯作者:

    蒋官澄,教授,博士生导师,E-mail:jgc5786@126.com。

  • 中图分类号: TE254.4

Research on Application of a Novel Nanophase Material in Water Base Drilling Fluids for Shale Drilling

  • 摘要: 针对页岩气钻探中水基钻井液携岩、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30 nm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胶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% KCl,100℃页岩滚动回收率约为59.6%,与7% KCl基本一致,土块浸泡在2% LDP溶液96 h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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  • 收稿日期:  2017-12-12
  • 刊出日期:  2018-01-30

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