油基钻井液用氮杂石墨烯的研制与应用

对川西海相雷口坡组地层破碎、水平井后期托压严重、井壁失稳突出等问题进行分析发现,现用油基钻井液体系的封堵润滑性不能有效满足施工需求。为提高油基钻井液的封堵润滑性,通过分子结构设计,采用氮掺杂改性与熔盐法相结合的方式,制备出氮杂石墨烯,并通过热稳定性、分散稳定性、XRD、红外光谱、粒径分析等手段表征其热稳定性、分散性、结构、基团和粒径大小。实验结果表明,当氮杂石墨烯在现场油基钻井液中的加量为0.5%时,高温高压滤失量降低率达到76.2%,润滑系数降低50%左右,抗温180℃,石墨烯与油基钻井液的配伍性好,能够很好地提高油基钻井液的润滑性和封堵性。现场应用表明,石墨烯可以显著改善油基钻井液在施工过程中存在的水平井托压、高摩阻、井壁失稳等问题。通过采用氮杂石墨烯封堵润滑油基钻井液技术,为川西海相易坍塌地层井壁失稳及水平井托压等当前实际问题提出了新思路和技术支撑。