纳米二氧化硅对盐水钻井液性能的影响

来源：钻井液与完井液杂志2015年第3期北京时间：

作者：夏鹏,蔡记华,范志军,汪次洪

单位：中国地质大学(武汉)工程学院, 武汉；

摘要：在油气井钻进过程中,井壁发生缩径和掉块往往是由于泥页岩吸水膨胀导致的。针对这种情况,提出使用纳米二氧化硅封堵泥页岩的纳米级孔喉,从而降低其渗透率、减缓水分侵入的思路。通过测试钻井液的黏度、滤失量和膨胀量,评价了纳米二氧化硅对盐水钻井液性能的影响。室内实验结果表明,纳米二氧化硅改善钻井液性能,必须是在其抗盐的基础上才能实现,即需使用抗盐土配浆;浓度为1%~5% 的纳米二氧化硅通过增加颗粒间的内摩擦力,既而提高了钻井液的黏度,然而纳米二氧化硅材料对于盐浓度比较敏感;纳米二氧化硅颗粒可以沉积在滤饼表面封堵滤纸孔隙,降滤失效果明显,滤失量降低率可达40.2%;其通过封堵黏土的孔隙,起到了抑制黏土吸水膨胀的作用。优选出的二氧化硅最优加量为3%,其抗盐可至12%;综合考虑滤失、膨胀量实验结果和性价比,选定3%NP+4%NaCl+SWM-B 为最优配方。

关键词：纳米二氧化硅, 盐水钻井液, 抗盐土, 泥页岩地层, 井壁稳定, 封堵

基金资助：国家自然科学基金(41072111)、中央高校科研业务费项目(CUG130612)和中国石油科技创新基金项目(2014D-5006-0308)。