含有疏水纳米粒子的水性钻井流体,以尽量减少页岩水化和形成损害
Yuexiang Li1, Changyuan Xia1, Xin Liu1
1Faculty of Petroleum Engineering, Harbin Institute of Petroleum, Songbei District, Harbin, Heilongjiang Province, 150028, China.
Heliyon
|December 25, 2023
概括
疏水性纳米二氧化 (nano-SiO2) 在水性钻井液 (WBDF) 中使用时有效地稳定了页岩形成. 这种先进的材料可以防止水入侵和膨胀,减轻井口不稳定性和形成损伤.
科学领域:
- 石油工程是石油工程中的一个.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 地质地质地质地质地质地
背景情况:
- 页岩形成中的井口不稳定性是钻井过程中的一个重大挑战,主要是由于使用水性钻井液 (WBDF) 时的粘土水化,胀和分散引起的.
- 这种不稳定性可能会产生不利影响,例如形成损伤,增加运营风险和成本.
研究的目的:
- 调查各种纳米颗粒 (纳米-SiO2) 在减轻页岩形成的井口不稳定性的有效性.
- 评估纳米SiO2在水性钻井液 (WBDF) 中的性能,以提高页岩稳定性和形成保护.
主要方法:
- 评估不同纳米-SiO2类型的WBDFs的化和过性能.
- 使用线性膨胀试验,页岩回收试验,泽塔潜力,沉积,接触角测量来评估纳米SiO2的性能.
- 显微镜分析包括扫描电子显微镜 (SEM) 和计算机断层扫描 (CT) 以阐明机制.
主要成果:
- 疏水性纳米-SiO2,具体称为纳米-2,在WBDF中表现出优异的性能,与水友性对应物相比.
- 纳米-2显著增强了抑制特性,超过了传统的抑制剂,如KCl和聚乙烯胺 (PA).
- 机制分析显示,nano-2提高了页岩表面的疏水性,堵塞了纳米孔,并形成了保护性屏障,防止了水的入侵.
结论:
- 疏水性纳米-SiO2 (纳米-2) 通过抑制水入侵和膨胀,有效地稳定了页岩形成,从而防止井口不稳定.
- 纳米-2显示出作为WBDF添加剂的巨大潜力,用于保护页岩形成和减轻损伤,特别是在穿孔后.
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