在西安(an)石油大(da)學(xué)發(fā)(fa)表的(de)《延遲可控膠固(gu)型堵漏工(gong)作液體(ti)系的(de)研究》的碩士學(xué)(xue)位論文中，研究人員利用(yong)上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)(gou)儀測定了抗(kang)壓強(qiáng)度和凝膠(jiao)強(qiáng)度(du)。

1、惰性橋塞(sai)材料的篩(shai)選

針對裂(lie)縫型(xing)漏失的橋(qiao)塞材料需要(yao)滿足以下(xia)要求[32]：（1）與體(ti)系中的(de)化學(xué)成分不發(fā)(fa)生反(fan)應(yīng)，不改變原料(liao)化學(xué)(xue)性能;（2）材料易得(de)、來源廣、容易加(jia)工;（3）自身有強(qiáng)度(du)，性質(zhì)穩(wěn)(wen)定，具有(you)抗溫性，能夠發(fā)(fa)揮卡喉作用;（4）所(suo)用材料環(huán)(huan)境適應(yīng)性強(qiáng)。橋(qiao)塞材(cai)料自(zi)身化學(xué)性質(zhì)(zhi)穩(wěn)定(ding)，不參與反應(yīng)(ying)，由于自身材(cai)質(zhì)等物理性能(neng)對工作液(ye)產(chǎn)生影響，因此(ci)選擇三(san)種不同(tong)的惰性橋塞材(cai)料研究其(qi)對抗壓強(qiáng)度(du)的影(ying)響。

①石英(ying)砂作為一(yi)種剛性(xing)和化學(xué)性質(zhì)(zhi)穩(wěn)定的硅酸(suan)鹽礦物，其在(zai)工業(yè)應(yīng)(ying)用中因其粒度(du)的多樣性(xing)而廣受歡迎。根(gen)據(jù)具(ju)體需求，石英砂(sha)可以被細(xì)分(fen)為不同(tong)的粒度范(fan)圍，如10~20目至200~325 目(mu)，以適應(yīng)不同的(de)工業(yè)用途。在(zai)堵漏(lou)工程中，通過精(jing)心選擇和混合(he)不同粒(li)度的石英砂，可(ke)以在(zai)漏失層處(chu)形成一個密(mi)實的堆(dui)積層。這種方(fang)法不(bu)僅利(li)用了(le)石英砂的物(wu)理特性來實(shi)現(xiàn)物理(li)封堵(du)，還通(tong)過與專用(yong)的堵(du)漏液相結(jié)(jie)合，形成一個高(gao)強(qiáng)度的(de)封堵(du)層，有效地阻(zu)止了液體(ti)的進(jìn)(jin)一步滲(shen)透，從而提高了(le)封堵效果(guo)的穩(wěn)(wen)定性和持久(jiu)性。

②云母片是一種(zhong)廣泛(fan)使用(yong)的片(pian)狀材料，具有(you)2.7~2.8 g/cm3 的密(mi)度，以其化(hua)學(xué)惰性、無(wu)溶解度、無(wu)毒性和(he)不參與反應(yīng)(ying)的特性著稱(cheng)。這些特(te)點使得云(yun)母片(pian)可以與(yu)各類工作液混(hun)合使用，展現(xiàn)出(chu)jijia的兼(jian)容性和流(liu)動性。通(tong)過巧(qiao)妙地利用(yong)云母片的(de)不同尺(chi)寸與(yu)工作(zuo)液體系的配合(he)，云母片能(neng)有效(xiao)地對地(di)層中(zhong)的漏(lou)洞進(jìn)(jin)行封堵，從而在(zai)鉆井(jing)和修井(jing)作業(yè)中發(fā)揮(hui)關(guān)鍵作用(yong)。這種(zhong)封堵機(jī)制不僅(jin)依賴于云母片(pian)的物理尺(chi)寸，還利用其(qi)dute的物理和化學(xué)(xue)屬性，為解決(jue)復(fù)雜的地(di)層漏失問(wen)題提(ti)供了一(yi)種可靠且環(huán)保(bao)的解決方案。

③重晶石源自天(tian)然礦石(shi)，經(jīng)特(te)殊工藝處理(li)后轉(zhuǎn)化為(wei)黑褐色細(xì)粉(fen)，具有高密度特(te)性（4.2 g/cm3），使其成為(wei)鉆井液中的(de)理想加重(zhong)劑。適(shi)用于密度低于(yu)2.3 g/cm3的水基或油基(ji)鉆井液(ye)，廣泛應(yīng)用于(yu)堵漏作業(yè)，憑(ping)借其密度(du)優(yōu)勢，在提(ti)高工(gong)作液(ye)密度(du)、優(yōu)化鉆井效率(lv)方面發(fā)揮著(zhe)不可替代的作(zuo)用。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材料(liao)

由圖3-3 可知，隨(sui)著橋塞材料加(jia)量的(de)增加抗壓強(qiáng)度(du)降低。加入(ru)不同(tong)的橋塞材料固(gu)化后強(qiáng)度存(cun)在明顯(xian)差異，說明填料(liao)的加量以(yi)及材質(zhì)對抗壓(ya)強(qiáng)度有(you)影響(xiang)。當(dāng)石英砂(sha)加入量為20%時，由(you)于石英砂(sha)的粒度不(bu)同、密(mi)度較(jiao)低，導(dǎo)(dao)致堵漏工作(zuo)液的流動(dong)度較低，會(hui)使在實際應(yīng)(ying)用時(shi)對施工造成(cheng)較大(da)影響(xiang)；而云(yun)母片的抗壓強(qiáng)(qiang)度明顯低于石(shi)英砂與重(zhong)晶石，故(gu)不適用(yong)于目前(qian)的堵漏(lou)工作液(ye)；重晶石的加入(ru)抗壓強(qiáng)度優(yōu)于(yu)石英砂與(yu)云母片，當(dāng)重晶(jing)石的加量(liang)在10%-15%時，抗壓(ya)強(qiáng)度(du)最高且(qie)流動度(du)zuiyou。

2、凝膠強(qiáng)度(du)的測(ce)定

凝膠強(qiáng)(qiang)度由質(zhì)構(gòu)分析(xi)儀探(tan)頭所承受(shou)的阻力表(biao)示。通過采(cai)用質(zhì)構(gòu)分析(xi)儀，建立了(le)一種測量凝(ning)膠強(qiáng)度的方法(fa)，通過質(zhì)構(gòu)(gou)分析模擬夾(jia)持過程，以(yi)監(jiān)測力值的變(bian)化。這種(zhong)方法可(ke)以實時測(ce)試密封液并生(sheng)成相應(yīng)(ying)的曲(qu)線。質(zhì)構(gòu)分(fen)析提(ti)供了更靈敏的(de)測試，產(chǎn)生更(geng)準(zhǔn)確的(de)數(shù)據(jù)，結(jié)(jie)果受樣品狀況(kuang)的影響較小。阻(zu)力有(you)效地反映了(le)凝膠(jiao)強(qiáng)度的(de)大小。

橋塞材料(liao)不影響工(gong)作液的反應(yīng)(ying)，但是不同(tong)種類(lei)的橋塞材料會(hui)影響堵漏工作(zuo)液的強(qiáng)度(du)，吸水材(cai)質(zhì)的橋塞(sai)材料(liao)可能(neng)導(dǎo)致強(qiáng)度較低(di)，因此考察(cha)不同橋塞(sai)材料對感(gan)應(yīng)力的影響。由(you)圖3-4 所示(shi)，對于加入重(zhong)晶石固結(jié)(jie)體所受感(gan)應(yīng)力最大，其次(ci)是石英(ying)砂，加(jia)入云(yun)母片固結(jié)體所(suo)受感應(yīng)(ying)力最小(xiao)。所以，堵漏工作(zuo)液中應(yīng)該加(jia)入重晶石作為(wei)橋塞材料(liao)，形成的固結(jié)體(ti)感應(yīng)力高達(dá)422 N，強(qiáng)(qiang)度最大。

參考(kao)文獻(xiàn)：劉海(hai)波. 延(yan)遲可控膠(jiao)固型(xing)堵漏工作液體(ti)系的(de)研究. 碩士(shi)學(xué)位(wei)論文，2024.