硅烷偶联剂改性纳米SiO₂封堵剂的制备与作用机理

来源：钻井液与完井液杂志2016年第4期北京时间：

作者：褚奇,杨枝,李涛,薛玉志,刘四海

单位：中国石化石油工程技术研究院, 北京 100101；

摘要：以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，氨水为催化剂，水为促进剂，苯乙胺丙基三甲氧基硅烷为表面改性剂，采用溶胶-凝胶法，制备了一种具有核壳结构的改性纳米SiO2。借助傅立叶红外光谱（FT-IR）、激光粒度分析仪（PSDA）和透射电镜（TEM），表征了改性纳米SiO2的分子结构，并对比了其与未改性纳米SiO2在钻井液滤液中的粒度分布和微观形貌特征。通过模拟纳微米级孔隙地层封堵率测试实验，评价了不同纳米SiO2对纳微米微裂隙的封堵能力，并探讨了其在钻井液中纳米级分散作用机理。实验结果表明，改性纳米SiO2在钻井液中呈现纳米级分散，相比于未改性SiO2而言，可有效对纳微米裂隙进行封堵；当质量百分浓度为3.0%时，对模拟纳微米级地层的封堵率达到99.21%。

关键词：钻井液, 纳米二氧化硅, 硅烷偶联剂, 粒度分布, 微观形貌

基金资助：

中国石油化工股份有限公司科技攻关项目“微裂隙地层纳微米封堵井筒强化技术”（P14100）。