王國(guó)軍

摘要：天然納米添加劑與傳統(tǒng)材料相比優(yōu)異性非常突出，在鉆井泥漿中的應(yīng)用比較廣泛，通過(guò)對(duì)天然納米添加劑的特性進(jìn)行分析，綜述了天然納米技術(shù)在鉆井泥漿濾失控制中的應(yīng)用，并對(duì)天然納米添加劑在鉆井泥漿中的作用機(jī)理進(jìn)行分析，找出天然納米添加劑在鉆井泥漿實(shí)際應(yīng)用中所存在的問(wèn)題，并提出相關(guān)的改進(jìn)對(duì)策，有利于提高鉆井泥漿的濾失控制。

關(guān)鍵詞：天然納米添加劑;鉆井泥漿;應(yīng)用

天然納米技術(shù)是全新的科學(xué)技術(shù)，天然納米添加劑作為天然納米技術(shù)中的重要研究對(duì)象，憑借著獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能，在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，同樣也涉及到鉆井泥漿技術(shù)，利用天然納米技術(shù)和鉆井泥漿技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可以充分利用天然納米添加劑所獨(dú)有的功能，降低摩阻，增加泥餅質(zhì)量、協(xié)助成膜等作用，對(duì)提高鉆井泥漿的濾失控制有著非常重要的作用。

1天然納米添加劑封堵降濾失劑的探究

1.1天然納米粒徑分析

油基鉆井泥漿體系中的顆粒級(jí)分布比較廣泛，在各種乳化劑的作用下，粒徑分布范圍在50-200nm之間，這些天然納米粒徑乳液能夠起到很好的封堵作用，根據(jù)地層泥頁(yè)巖孔喉尺寸利用水基鉆井泥漿中的小顆粒，由于粒徑過(guò)大無(wú)法對(duì)其進(jìn)行封堵，因此在進(jìn)行納米材料選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地層物性對(duì)納米材料進(jìn)行復(fù)配，從而達(dá)到封堵作用，油基鉆井泥漿中的納米材料能夠有效較少入侵深度，提高井壁穩(wěn)定性。

1.2無(wú)機(jī)天然納米粒子的優(yōu)選

對(duì)無(wú)機(jī)天然納米粒子的優(yōu)選過(guò)程，需要使用電位分析儀器對(duì)天然納米離子進(jìn)行測(cè)定，只有直徑達(dá)到10nm以下的二氧化硅可以接枝柔性化聚合物。一般情況下，天然納米二氧化硅的直徑處于50nm，改性二氧化硅的直徑也處于50nm，兩者在水溶液中的直徑可以達(dá)到100nm以上，由此可以說(shuō)明該無(wú)機(jī)天然納米粒子在水溶液中會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定分散。

1.3柔性聚合物的優(yōu)選

為了能夠獲得優(yōu)秀的柔性聚合物，可以將改性二氧化硅和乙烯基單體進(jìn)行接枝，從而可以獲得多種聚合物，將所獲得的聚合物按照一定比例加入到膨潤(rùn)土漿中，并測(cè)定相應(yīng)的濾失量。同時(shí)將改性二氧化硅分別于丙烯酸、聚乙烯醇進(jìn)行接枝，從而獲得更多的聚合物，重復(fù)上述操作，獲得相應(yīng)的濾失量，通過(guò)對(duì)各種濾失量進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)對(duì)比結(jié)果可知，改性的天然納米二氧化硅與酰氨基單體進(jìn)行接枝所獲得聚合物效果最佳。

1.4天然納米封堵降濾失劑的作用機(jī)理分析

通過(guò)研究可得，利用改性天然納米二氧化硅和酰氨基單體進(jìn)行接枝所獲得聚合物，為天然納米封堵降濾失劑。如果不對(duì)二氧化硅進(jìn)行改性很難實(shí)現(xiàn)接枝聚合物，因此要實(shí)現(xiàn)天然納米封堵降濾失劑，就必須對(duì)天然納米二氧化硅進(jìn)行改性處理，才能實(shí)現(xiàn)濾失控制作用。

1.5對(duì)天然納米封堵降濾失劑的常規(guī)性能評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)天然納米封堵降濾失劑的常規(guī)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)其流變性質(zhì)和濾失量進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)數(shù)據(jù)分析可以看出，在同比例的膨潤(rùn)土基漿中，當(dāng)天然納米封堵降濾失劑的使用量達(dá)到1%時(shí)，流體的濾失量可以降低40%左右，并且該天然納米材料的抗高溫性能較強(qiáng)，對(duì)膨潤(rùn)土漿濾餅進(jìn)行宏觀和微觀處理，發(fā)現(xiàn)使用天然納米封堵降濾失劑的水溶液濾餅密度較小，且致密性更強(qiáng)，與其他同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，可以看出天然納米封堵降濾失劑的性能最為優(yōu)秀。

1.6天然納米封堵降濾失劑封堵性能的評(píng)價(jià)分析

利用孔結(jié)構(gòu)測(cè)試法可以對(duì)天然納米封堵降濾失劑封堵性能力，將天然納米添加劑加入泥頁(yè)巖中，通過(guò)分析測(cè)定，可以看出加入降濾失劑后泥頁(yè)巖中天然納米級(jí)孔隙大幅度減少，當(dāng)天然納米孔隙度減少到60%以上后。利用巖心動(dòng)態(tài)模型裝置可以對(duì)降濾失劑進(jìn)行檢驗(yàn)，采用不同滲透率的砂管模型注入降濾失劑，將溫度控制在120攝氏度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，可以測(cè)得水相滲透率，通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)可以得知天然納米添加劑降濾失控制在90%以上，由此可以看出降濾失劑具有優(yōu)秀的封堵性能。

2天然納米添加劑在鉆井泥漿濾失控制應(yīng)用中存在的問(wèn)題以及發(fā)展趨勢(shì)

2.1天然納米添加劑在鉆井泥漿濾失控制應(yīng)用中存在的問(wèn)題

天然納米添加劑在鉆井泥濾失控制應(yīng)用中主要存在以下問(wèn)題：

（1）在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，大多數(shù)認(rèn)為天然納米添加劑非常優(yōu)秀，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，但是這種想法非常錯(cuò)誤。雖然天然納米添加劑在鉆井技術(shù)中非常優(yōu)秀，但是由于天然納米添加劑的自身特點(diǎn)，不能期待天然納米添加劑能夠解決多種問(wèn)題，因此必須與鉆井泥漿進(jìn)行不斷結(jié)合，并且需要選擇合適的納米處理劑，才可能解決鉆井過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題。對(duì)于天然納米的判定不能只是依靠顆粒直徑大小來(lái)決定，納米材料屬于一種特定物質(zhì)，納米材料會(huì)受到物質(zhì)的獨(dú)特性和尺寸來(lái)進(jìn)行限定。例如鉆井泥漿中亞微米顆粒會(huì)以高分子狀態(tài)存在，但是該顆粒并沒(méi)有表現(xiàn)出獨(dú)特的體積效應(yīng)和表面效應(yīng)，因此不能只是依靠物質(zhì)直徑來(lái)判斷納米材料，否則對(duì)于天然納米添加劑的選擇會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致在進(jìn)行配伍過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題。

（2）天然納米添加劑的成本相對(duì)較高，與市場(chǎng)傳統(tǒng)處理劑相比價(jià)格較高，因此在天然納米添加劑使用的過(guò)程中，會(huì)降低納米添加劑的數(shù)量，導(dǎo)致天然納米添加劑的作用不能充分發(fā)揮。

2.2天然納米添加劑在鉆井泥漿濾失控制的發(fā)展趨勢(shì)

利用天然納米添加劑可以改善鉆井泥漿性能，在未來(lái)鉆井過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注重對(duì)納米材料理論以及作用機(jī)理的研究，充分利用天然納米劑的效應(yīng)，使鉆井泥將體系更加多功能化，從而研發(fā)出性能更加優(yōu)異、適用性強(qiáng)的納米處理劑。隨著納米技術(shù)的不斷完善和更新，利用科學(xué)的研究方法和設(shè)備儀器對(duì)鉆井泥漿進(jìn)行研究，從而更加準(zhǔn)確的選擇天然納米添加劑。

3結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)分析天然納米添加劑在鉆井泥漿中濾失控制問(wèn)題，了解天然納米材料的團(tuán)聚機(jī)理，可以促進(jìn)天然納米添加劑在鉆井泥漿中的良好分散，使天然納米添加劑的封堵性能可以充分發(fā)揮，將天然納米添加劑應(yīng)用到鉆井泥漿濾失控制中，可以有效提升油井產(chǎn)量，提高鉆井泥將對(duì)油層的保護(hù)效果。

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