【摘要】：頁巖氣開發(fā)主要以鉆取大位移水平井為主,加上泥頁巖層理明顯,孔隙分布多,微裂縫十分發(fā)育,在長水平段鉆井過程中,容易發(fā)生發(fā)生井筒不穩(wěn)定性問題,例如井筒的掉塊、脫落和垮塌等。以美國為主的北美等國家取得了開發(fā)頁巖氣的重大成功,我國也是一個(gè)頁巖氣資源儲(chǔ)量非常豐富的國家,所以開發(fā)本土頁巖氣具有十分重大的意義。頁巖氣開發(fā)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是水平井鉆井技術(shù),而我國涪陵地區(qū)龍馬溪泥頁巖地層屬于一種孔隙和裂縫發(fā)育的硬脆性泥頁巖,在鉆井過程中,極易造成井壁坍塌失穩(wěn)等復(fù)雜問題。本文以龍馬溪泥頁巖為例,對(duì)泥頁巖進(jìn)行全面的理化性質(zhì)分析和研究,泥頁巖失穩(wěn)的原因,主要是井筒濾液和壓力沿著泥頁巖孔隙和裂縫傳遞進(jìn)入泥頁巖內(nèi)部,使裂縫延伸和擴(kuò)展,泥頁巖顆粒間內(nèi)摩擦力降低,導(dǎo)致泥頁巖硬度和強(qiáng)度都大幅下降,最終導(dǎo)致泥頁巖脫落掉塊,坍塌失穩(wěn)。因此,提高泥頁巖井筒穩(wěn)定性的最佳方法就是,有效的封堵泥頁巖的納-微孔縫。目前,大多數(shù)水基鉆井液的顆粒尺寸都在微米級(jí)以上,而泥頁巖的微孔縫在幾十納米到幾百納米之間,常規(guī)方法不能封堵泥頁巖。納米材料作為一種特殊材料,具有尺寸小,比表面大等特點(diǎn),具有封堵泥頁巖微孔縫的特征。通過一系列納米封堵實(shí)驗(yàn),表明了納米材料封堵泥頁巖的潛力。最后,分別將納米材料添加到水基鉆井液和現(xiàn)場泥漿中,通過泥頁巖硬度和強(qiáng)度測試、水化分散和膨脹率測定、配伍性等實(shí)驗(yàn),綜合表明,納米材料與水基鉆井液的配伍性較好,對(duì)抑制泥頁巖分散,降低泥頁巖硬度和強(qiáng)度和下降,封堵泥頁巖孔縫具有良好的效果,能夠起到穩(wěn)定泥頁巖井壁的作用。
【圖文】：

1.3 研究目標(biāo)、研究內(nèi)容及技術(shù)路線標(biāo)過調(diào)研目前國內(nèi)外泥頁巖井壁失穩(wěn)基理以及頁巖氣水進(jìn)展，通過一系列實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合泥頁巖的特性，對(duì)硬脆析，找出適用于穩(wěn)定泥頁巖的技術(shù)，探索新方法，對(duì)新得出最新的硬脆性泥頁巖井壁穩(wěn)定對(duì)策。容外井壁失穩(wěn)基理以及水基鉆井液穩(wěn)定泥頁巖技術(shù)；馬溪泥頁巖基本特性進(jìn)行分析，研究井壁穩(wěn)定；封堵技術(shù)，對(duì)泥頁巖納-微孔隙進(jìn)行封堵，穩(wěn)定泥頁堵技術(shù)在水基鉆井液中的應(yīng)用進(jìn)行評(píng)價(jià)。線

2564 96.67% 95.72%2835 97.35% 95.46%3046 95.71% 95.38%3158 96.87% 94.79%3358 97.73% 96.67%2-5 可以看出，龍馬溪泥頁巖在清水中的一次和二次滾動(dòng)回收馬溪泥頁巖本身的水化分散性較弱，其泥頁巖失穩(wěn)經(jīng)常以發(fā)出來。性膨脹性實(shí)驗(yàn)巖石膨脹，主要是井下巖石中所含有的黏土礦物水化膨脹過程的水化膨脹性，，通常采用測定巖樣線性膨脹百分?jǐn)?shù)（也叫膨脹表示地層的膨脹性能。實(shí)驗(yàn)前，也要對(duì)巖樣進(jìn)行預(yù)處理，先將磨碎，過 200 目篩網(wǎng)，得到泥頁巖粉末，然后使用 WT-NP-01-膨脹量測定儀對(duì)硬脆性泥頁巖的膨脹率進(jìn)行測定。
【學(xué)位授予單位】：長江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE254;TE37

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2614261