聚合物包裹纳米颗粒封堵剂的制备及其封堵性能

页岩水化和分散导致井壁失稳一直是油气钻井工程中的难题,通过纳米封堵剂物理封堵页岩中的孔隙和微裂缝,是提高页岩地层稳定性最好的方法。采用硅烷偶联剂KH560对高浓度的硅溶胶进行改性处理,运用无皂乳液聚合原理,在改性SiO2粒子表面接枝丙烯酸(AA)和苯乙烯(St)单体,成功研制出一种聚合物包裹纳米颗粒的新型弹性承压封堵剂。通过Zeta电位及粒度分析仪和透射电子显微镜证明所制备的STA‐1封堵剂粒径中值为45.3 nm。以中压滤失量为评价指标得到最佳合成条件:反应温度为60℃,反应时间为3.0 h,m(St)/m(AA)=3∶2,分散搅拌时间为10.0 min,单体质量分数为6.67%,引发剂质量分数为0.40%。最后,利用岩心驱替实验模拟页岩考察STA‐1的实际封堵效果。结果表明,质量分数为1.00%的STA‐1对渗透率小于2000 mD的填砂管表现出良好的堵水能力,封堵率大于85%。

止水帷幕失效情况下的地下水控制

某项目在发现止水帷幕失效后,在坑外布置应急回灌井,并采用坑内抽水试验及模型计算的方法进行研究。试验及模拟计算结果表明,应急回灌井的使用可以对地下水进行补给,人为抬升地下水水位,减缓周边地表沉降,避免坑外地表过度沉降危及周边环境安全。通过上海某基坑工程的实践,论证了地下水回灌措施在止水帷幕失效中的可行性,且地下水回灌措施在成本和工期上较其他处理措施有一定的优势,性价比高。