纳米钻井液处理剂的研究与应用
胜利油田经过四十年的勘探开发，增油上产的难度越来越大，要保持持续稳定发展的势头，必须不断地研究开发新技术，为后备储量的勘探开发提供技术支撑。现代纳米技术的新发展，为解决当前钻井液技术难题提供了一种可能的途径。目前，纳米技术和纳米材料的研究和应用在世界上方兴未艾，在油田勘探开发中也得到应用，如中国石油总公司进行的MD膜驱油技术就是利用纳米材料作为驱油剂的，但在钻井液方面还是一个空白。
纳米材料又称为超细颗粒材料，是由纳米级的小粒子组成，一般是指尺寸在1—100纳米之间的粒子，其尺寸处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，因此纳米材料具有下列特点：1、表面效应，即具有非常大的比表面积和很高的表面活性。2、小尺寸效应，即由于颗粒尺寸的变小、比表面积的显著增大，所引起的宏观物理性质的变化。该项目研制出的新型纳米处理剂，就是利用纳米材料的上述特性，来改变钻井液中胶体和悬浮体的性质，进而优化钻井液性能。该项目将纳米技术引入钻井液领域，深化认识钻井液微观作用机理，而且实现了钻井液处理剂研制与应用的一次技术性飞跃，解决目前钻井液完井液领域所面临的复杂地层井壁不稳定以及复杂油气层保护等工程技术难题，较显著提高油气勘探开发综合效益，并带动相关产业的发展，具有重要的理论和实际应用价值。
本文在查阅国内外文献的基础上，对纳米材料及纳米材料对钻井液的抑制性和油层保护性能等方面的独特作用机理进行了研究，在此基础上，研究开发新型纳米钻井液处理剂。实验研究了影响纳米钻井液处理剂的各种因素如有机无机材料、反应温度、反应时间等，优化了纳米钻井液处理剂的制备方法。在此基础上，研究了纳米钻井液处理剂在钻井液中的性能和作用机理，进行了纳米钻井液处理剂的工业生产，开展了纳米钻井液处理剂的现场应用研究。
室内研究、工业生产和现场应用表明，纳米钻井液处理剂生产工艺合理，产品质量稳定优良，与钻井液的配伍性好，有较好的防塌抑制性、润滑性、低滤失量和合适的流变性，抗温抗污染性好。在郑36区块、桩23地区、垦东405-平1井、渤深6-3井、史3-2-81井等进行了10多口井的实验，结果表明，该处理剂及形成的钻井液具有更强的抑制性，可有效地抑制泥页岩的水化分散，防止井壁坍塌和保护油气层，而且具有良好的润滑性、环境可接受性，为环境敏感地区的大位移井、大斜度定向井、深定向井以及探井的钻井施工提供优质的钻井液服务。
纳米钻井液处理剂;润滑防塌;纳米材料
中国海洋大学
硕士
环境工程
刘贯群;郭保雨
2006
中文
TE254.4
78
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）