页岩地层纳米级微孔、微裂缝极其发育，常规封堵剂粒径较大，昌吉钻井液，难以对页岩形成有效的致密封堵。首先采用偶联剂KH570对纳米SiO_2进行超声表面改性，进而通过乳液聚合法，以、酸甲酯为单体，过***钾为引发剂与表面改性纳米SiO_2进行接枝共聚，制备了一种具有核壳结构的纳米封堵剂。借助红外光谱、透射电镜、热重实验对产物进行了表征，通过页岩压力传递实验测试了其致密封堵性能，探讨了其作用机理。结果表明:该纳米封堵剂能够有效封堵页岩纳米级孔缝结构，阻缓压力传递与滤液***，显著降低页岩渗透率，提高裂缝性页岩井壁稳定性。以该纳米封堵剂为处理剂构件了一套页岩水平井水基钻井液体系，钻井液的密度，具有较好的致密封堵、***、润滑等关键性能。该体系在威远区块X井三开长裸眼井段应用过程中，井眼始终保持稳定，摩阻低，定向段无拖压显示。
聚合物纳米微球封堵剂CQ-NSA性能研究
针对页岩储层纳米级孔缝封堵的问题，研究了水基钻井液聚合物纳米微球封堵剂CQ-NSA的分散性、封堵性与配伍性。通过超声分散，其粒度中径为82.14 nm;采用常规高速搅拌，17.5%的颗粒仍保持纳米级分布。将CQ-NSA加入膨润土浆中，总颗粒中仍有6%的颗粒呈纳米级分布。CQ-NSA加量在1.0%～1.5%之间可以显著降低滤饼渗透率，有效降低膨润土浆与体系配方的高温高压渗透封堵仪滤失量，表明CQ-NSA具有良好的封堵性能。流变性能分析结果表明，CQ-NSA加量不超过1.5%，对膨润土浆与水基钻井液体系的流变性能影响不大，具有较好的配伍性能。该研究为页岩气水基钻井液用纳米封堵剂提供了理论与实验依据。
针对层理和微裂缝发育的高温高压复杂井，从提高多尺度封堵效果和高温稳定性出发，研制了一种由的化学改性剂和磺化沥青、油溶性碳酸钙、纳米二氧化硅以及酸酯共聚物等组成的抗高温油基钻井液封堵剂PF-MOSHIELD。该封堵剂粒径分布在1～189.02μm之间，热稳定性好，钻井液作用，分解温度高达378℃，软化点为260℃，且能在油相中稳定分散。与传统的油基封堵剂相比，该封堵剂在压差的作用下挤入微裂缝，同时参与了"内滤饼"和"外滤饼"的形成，在高温下能对不同孔隙度的裂缝进行封堵，有效降低渗透滤失量和滤失速率。在南海海域WZ6-9、WZ12-1等区块井的应用表明，添加PF-MOSHIELD的钻井液体系流变稳定，钻井液搅拌器，电稳定性提高，减少页岩中孔隙压力传递效应，能够满足层理和微裂缝发育的硬脆性和破碎性地层井壁稳定要求。
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