有机纳米封堵剂的研究现状及存在问题分析

分析了钻井液选用有机纳米封堵剂的原因及优势,介绍了聚合物纳米粒子类封堵剂、纳米膨润土复合物和纳米乳液三种有机纳米封堵剂的特点及其性能评价方法,并对未来发展趋势及存在问题进行简要分析;从节约环保型发展角度出发,对未来发展方向提出了建议。有机纳米粒子被广泛应用于油气钻采领域,能够克服传统封堵剂易团聚的缺点,将其加入钻井液中不影响性能且能改善井壁稳定性,保护储层。结合现有高端科学技术,加强智能化研究,智能纳米粒子必将成为石油行业的一大趋势,具有一定的工程价值。

泥页岩微裂缝微观封堵模拟

有效致密封堵微裂缝是钻井液稳定泥页岩井壁的主要技术措施之一。微纳米封堵颗粒和微裂之间存在着复杂的力学作用关系,简单的理论分析无法精确描述这一复杂的物理过程。为了进一步说明泥页岩微裂缝的微观结构和固体颗粒封堵剂的封堵过程,利用离散元PFC 2D模拟软件对封堵颗粒侵入微裂隙封堵过程进行模拟,分别研究了4种不同裂缝倾角、3种不同开度的纳米级和微米级裂缝、3种不同压差下的封堵过程。结合观察分析缝内封堵状况,结果表明:地层倾角对封堵颗粒侵入地层程度影响较小;符合1/3规则的颗粒较适合于封堵裂缝;压差增大到1.5 MPa时,达到最佳封堵状态,再随着压差的增大,封堵效果变差;随着封堵颗粒浓度增加,封堵效果会趋于稳定。

高温高压下蒙脱石水化特性的分子模拟

页岩中黏土矿物的水化膨胀是影响页岩气井井壁稳定性的一个重要因素,蒙脱石作为黏土矿物的主要成分,其水化机理对于解决页岩气井井壁失稳问题至关重要。为了深入探索高温高压地层环境下蒙脱石的水化机理,利用分子模拟软件从微观角度研究了不同水化程度的蒙脱石在不同温度压力条件下的晶层间距、晶层间物质的移动规律、离子水化参数以及力学参数的变化。研究结果表明:温度增加、压力降低时,蒙脱石层间距随之增加,且温度对层间距的影响较大,层间距范围在1.823-2.042 nm之间;层间水分子和钠离子的扩散速率随温度增加而加快,随压力升高而减慢;低温高压时钠离子的水化配位数较大,配位数范围在2.35-4.35之间;温度增加时,蒙脱石晶体的体积模量、剪切模量以及弹性模量随之减小,泊松比随之增加,而压力对蒙脱石晶体力学参数的影响却恰恰相反。可见,本文的研究结果对于高温高压地层环境下页岩地层水化机理的研究具有重要的理论指导意义。