钻井液与完井液

作者：王海燕,郭丽梅,刘萍,胥云,管保山,吴家全,薛延萍

单位：1. 中国石油勘探开发研究院, 北京 065007;；2. 天津科技大学化工与材料学院, 天津 300457；

关键词：压裂液, 吸水机理, 页岩膨胀性, 返排率, 吸液速度

基金：

中国石油天然气集团公司项目"井筒工作液新材料新体系基础研究"（2016A-3903）；国家重大专项"储层改造关键流体研发"（2017ZX05023003）。

在页岩气开发的大规模体积压裂作业中，压裂液返排率一般在10%~60%，导致大量水滞留在储层内。以昭通、长宁和威远区块岩心为研究对象，采用X射线衍射分析及红外光谱法研究页岩膨胀性，重量法表征吸水机理、溶出致孔作用等，揭示不同工作液在页岩中赋存状态。结果表明，取样岩心黏土矿物含量为18%~20%，主要为绿泥石、伊利石和少量伊/蒙混层，采用蒸馏水、滑溜水、助排剂及防膨剂水溶液浸泡岩心1、3、5、7 d，XRD的1 nm处无明显变化，对比红外光谱未发现层间水吸收峰，吸液量及吸液速度与粒径及孔径成正比；超声浸泡页岩矿物溶出率为0.6%左右，主要为氯化钾和氯化钠，少量氯化钙，（BET）比表面积测试结果显示致孔作用不显著；清水浸泡粒径为0.154 mm的岩心，孔径随浸泡时间延长而减小，饱和时达到2.37%~2.85%，与孔容相当，完全占据孔容。XRD中1 nm处峰宽及峰高的变化为指导，用IR中层间水峰与硅氧峰比值进行验证，建立了评价黏土膨胀性能的方法；对川南岩心的评价结果显示，工作液浸泡页岩不会引起黏土膨胀；川南页岩中可溶性盐含量较低，工作液溶出致孔作用不显著；工作液中的水在足够长时间内可以进入纳米微孔道，占据微孔，但不会进入黏土矿物质晶格层间，不会因膨胀对地层造成渗透率伤害。

来源：2018年第2期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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