维持页岩井壁稳定的物理封堵模拟和化学抑制实验研究

作者：杨现禹; 蔡记华^*; 蒋国盛^*; 石彦平; 陈书雅; 魏朝晖; 谢章建

来源：钻探工程, 2021, 48(04): 37-46.

• 龙马溪组页岩
• 页岩气
• 井壁稳定
• 水化
• 物理封堵
• 化学抑制

页岩气作为一种储量巨大的非常规能源,是实现现代多元能源体系的重要一环。本文采用HKY-3压力传递实验仪研究不同盐溶液对页岩井壁稳定的影响规律。此外,基于离散元颗粒流模型,重构纳米颗粒拖拽力,模拟流体粘度及颗粒粒径、浓度、形状对页岩孔隙封堵效率。结果表明:(1)物理封堵方面,颗粒大小和浓度明显影响封堵效率,当颗粒最大值小于孔隙出口时,颗粒粒径由出口尺寸的1/5增加到出口尺寸的1/3和1/2时,孔隙封堵效率分别增加13%和23%。(2)流体物性对页岩纳米孔隙的封堵效果表明,粘度5 mPa·s时纳米颗粒封堵效率比1 mPa·s时高16.26%。(3)化学抑制方面,阻滞页岩孔隙压力传递的最佳的盐溶液及其浓度为20%HCOONa。研究成果可为适用于龙马溪组页岩钻进的水基钻井液体系遴选提供理论和技术基础。

• 单位
  中国地质大学（武汉）; 广州地铁设计研究院股份有限公司