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题名新型纳米材料在页岩气水基钻井液中的应用研究
被引量：17
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作者
刘凡
蒋官澄
王凯
王玺
王金锡
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机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
中国石油大学石油工程教育部重点实验室
中国石油集团钻井工程技术研究院海外钻井技术研究所
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出处
《钻井液与完井液》
CAS
北大核心
2018年第1期27-33,共7页
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基金
国家自然科学基金面上项目"井壁稳定性及钻井液低温流变性的控制方法研究"(51474231)
国家"十三五"科技重大专项"复杂结构井
+2 种基金
丛式井设计与控制新技术"(2017ZX05009-003)
中国石油天然气集团公司"十三五"项目"乍得
尼日尔钻完井工厂化作业技术集成与应用"(2016D-4503)
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文摘
针对页岩气钻探中水基钻井液携岩、封堵纳米孔径、抑制页岩分散等方面需求,研制了一种直径约为30 nm的纳米层状材料LDP。在流变方面,120℃老化后,2%LDP悬浮液比6%钠膨润土具有更高的弹性模量、屈服应力和剪切稀释性,与0.5%PAC-LV溶液复配实验表明,1%LDP的增黏提切性能优于4%钠膨润土;同时,周期震荡应变扫描实验表明,LDP悬浮液在高低应变转换时具有更好的凝胶结构恢复和拆散性能;粒径分析、透射电镜分析表明,LDP比钠膨润土在水溶液和PAC-LV溶液中更容易形成明显的网状结构;在封堵方面,利用N_2吸附分析了页岩在不同溶液浸泡后的孔隙,结果表明,LDP比纳米二氧化硅、钠膨润土具有更明显的封堵效果,扫描电镜分析揭示了LDP材料能够封堵页岩狭长纳米孔道。在页岩抑制方面,2%LDP抑制黏土线性膨胀率较清水降低45%,优于7%KCl,100℃页岩滚动回收率约为59.6%,与7%KCl基本一致,土块浸泡在2%LDP溶液96 h形貌完整。整体而言,LDP纳米材料在增黏提切、纳米孔隙封堵和页岩抑制方面有良好的效果,在页岩气高性能水基钻井液中有一定的应用前景。
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关键词
纳米材料
水基钻井液
页岩气开采
流变调节
纳米孔隙封堵
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Keywords
Nanophase material
Water base drilling fluid
Shale gas development
Rheology adjustment
Plugging of nanometer-sized pores
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分类号
TE254.4
[石油与天然气工程—油气井工程]
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