低荧光钻井液防塌封堵新材料及其作用机理

含微裂缝的硬脆性泥页岩地层发生井壁坍塌的主要诱因之一便是钻井液中的液相进入微裂缝,导致近井壁地带孔隙压力升高,地层强度降低之故,解决这类问题的最直接手段就是对微裂缝进行物理封堵。为防止井壁坍塌,研制了类似于沥青类的防塌封堵新材料SAL,并对其性能和封堵效果进行了实验分析。结果表明:该材料具有较低的荧光性及良好的抑制性,对钻井液的流变性及pH值影响较小;在浓度为3%,温度为120℃时封堵效果最好。进而在显微镜下观察了浓度3%的SAL在120℃情况下封堵20μm微裂缝的微观封堵效果,发现其封堵机理与沥青类防塌封堵剂类似,在温度和压力作用下软化变形,进入微裂缝架桥、填充,在微裂缝的前端形成一层致密的封堵带,封堵带由SAL同黏土颗粒聚结在一起,形成了团状物,使得封堵带致密性大幅度提高,阻止钻井液中的液相进入微裂缝,从而达到了防塌的目的。

低荧光防塌封堵剂的研制及评价

针对现有防塌封堵剂沥青类荧光级别高,石蜡类、聚合醇类易起泡、易大幅增大钻井液黏度,不能满足防塌钻井液需要的缺点,应用二异氰酸酯、乙酸乙酯和多羟基化合物合成出了一种新型封堵剂JA。应用荧光分光光度计和高温高压封堵仪研究了JA的荧光性和封堵性,评价了JA钻井液的流变性能。结果表明:JA荧光强度与蒸馏水近似;120℃、3.5 MPa条件下JA能在微裂缝和孔隙处快速封堵,形成致密封堵层;3%JA加入钻井液中不增黏不增稠,对钻井液体系流变性基本无影响。