在西安(an)石油大學(xué)(xue)發(fā)表(biao)的《延遲(chi)可控(kong)膠固(gu)型堵漏工(gong)作液體系的(de)研究》的碩士(shi)學(xué)位(wei)論文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)儀測(ce)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

針對裂縫型漏(lou)失的橋塞材(cai)料需(xu)要滿足(zu)以下要(yao)求[32]：（1）與體系中的(de)化學(xué)成分(fen)不發(fā)生反應(yīng)(ying)，不改變原料(liao)化學(xué)(xue)性能;（2）材(cai)料易得、來源廣(guang)、容易(yi)加工(gong);（3）自身有強(qiáng)(qiang)度，性質(zhì)穩(wěn)定(ding)，具有抗溫(wen)性，能夠發(fā)揮卡(ka)喉作用;（4）所(suo)用材料環(huán)境(jing)適應(yīng)性強(qiáng)。橋塞(sai)材料(liao)自身化學(xué)性質(zhì)(zhi)穩(wěn)定(ding)，不參(can)與反(fan)應(yīng)，由于自(zi)身材質(zhì)等(deng)物理性能對(dui)工作(zuo)液產(chǎn)生影響，因(yin)此選擇(ze)三種不(bu)同的惰性橋塞(sai)材料研究其(qi)對抗壓強(qiáng)度的(de)影響。

①石英(ying)砂作為(wei)一種剛性和化(hua)學(xué)性(xing)質(zhì)穩(wěn)定的(de)硅酸鹽礦物(wu)，其在(zai)工業(yè)應(yīng)(ying)用中因(yin)其粒度的多(duo)樣性而(er)廣受歡迎。根(gen)據(jù)具體(ti)需求，石英砂可(ke)以被(bei)細(xì)分為(wei)不同的(de)粒度范圍，如(ru)10~20目至200~325 目(mu)，以適應(yīng)(ying)不同的工業(yè)(ye)用途。在堵漏(lou)工程(cheng)中，通(tong)過精(jing)心選(xuan)擇和混合不(bu)同粒(li)度的(de)石英(ying)砂，可以(yi)在漏失層處形(xing)成一個(gè)(ge)密實(shí)的堆積層(ceng)。這種方法(fa)不僅利用了(le)石英砂(sha)的物(wu)理特性(xing)來實(shí)現(xiàn)物(wu)理封堵，還通過(guo)與專用的堵(du)漏液相結(jié)合(he)，形成一個(gè)高(gao)強(qiáng)度(du)的封堵層(ceng)，有效地(di)阻止了液體(ti)的進(jìn)一步滲(shen)透，從(cong)而提(ti)高了封堵效(xiao)果的穩(wěn)定(ding)性和(he)持久性(xing)。

②云母片(pian)是一種廣(guang)泛使用的(de)片狀材(cai)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)毒性和不(bu)參與反(fan)應(yīng)的(de)特性著稱(cheng)。這些特(te)點(diǎn)使得云母(mu)片可以與(yu)各類工作液(ye)混合使(shi)用，展現(xiàn)(xian)出jijia的(de)兼容(rong)性和流動性(xing)。通過巧妙(miao)地利用(yong)云母片的(de)不同尺(chi)寸與工(gong)作液體系(xi)的配合，云母片(pian)能有效地對(dui)地層中的漏(lou)洞進(jìn)(jin)行封堵，從(cong)而在鉆井和修(xiu)井作(zuo)業(yè)中發(fā)揮關(guān)鍵(jian)作用。這種封(feng)堵機(jī)制(zhi)不僅依賴(lai)于云母片的(de)物理尺(chi)寸，還利用其dute的(de)物理和化(hua)學(xué)屬性，為(wei)解決復(fù)雜(za)的地層漏失問(wen)題提供了一種(zhong)可靠且環(huán)保(bao)的解(jie)決方案。

③重晶(jing)石源自天(tian)然礦石，經(jīng)特殊(shu)工藝處理后轉(zhuǎn)(zhuan)化為黑褐(he)色細(xì)粉，具(ju)有高密度(du)特性（4.2 g/cm3），使(shi)其成為鉆井(jing)液中的(de)理想加重(zhong)劑。適用于密(mi)度低(di)于2.3 g/cm3的水基或油(you)基鉆井液，廣(guang)泛應(yīng)用(yong)于堵漏作業(yè)(ye)，憑借(jie)其密度(du)優(yōu)勢，在提高(gao)工作液密度(du)、優(yōu)化鉆(zuan)井效(xiao)率方面(mian)發(fā)揮著不可(ke)替代的作(zuo)用。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞(sai)材料(liao)

由圖3-3 可知，隨著(zhe)橋塞(sai)材料加量(liang)的增加(jia)抗壓(ya)強(qiáng)度降低(di)。加入不同的橋(qiao)塞材(cai)料固化后(hou)強(qiáng)度存在明(ming)顯差異，說明(ming)填料的(de)加量以及材(cai)質(zhì)對抗壓強(qiáng)(qiang)度有影響。當(dāng)石(shi)英砂加入量(liang)為20%時(shí)(shi)，由于石英砂的(de)粒度不同、密度(du)較低，導(dǎo)(dao)致堵漏工作(zuo)液的(de)流動(dong)度較低，會使在(zai)實(shí)際應(yīng)用時(shí)對(dui)施工造成較大(da)影響；而云母片(pian)的抗壓強(qiáng)(qiang)度明顯低于石(shi)英砂與重晶石(shi)，故不適用于(yu)目前的堵漏工(gong)作液(ye)；重晶石的加(jia)入抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度優(yōu)于石英砂(sha)與云母片(pian)，當(dāng)重晶(jing)石的加量在(zai)10%-15%時(shí)，抗壓強(qiáng)度最(zui)高且流(liu)動度(du)zuiyou。

2、凝膠強(qiáng)度(du)的測定

凝膠(jiao)強(qiáng)度由質(zhì)構(gòu)(gou)分析(xi)儀探頭所承(cheng)受的阻力(li)表示。通(tong)過采用(yong)質(zhì)構(gòu)分析儀(yi)，建立了(le)一種測量凝膠(jiao)強(qiáng)度的方法，通(tong)過質(zhì)構(gòu)分析(xi)模擬夾(jia)持過(guo)程，以監(jiān)測力值(zhi)的變化。這種(zhong)方法可(ke)以實(shí)時(shí)測試(shi)密封(feng)液并(bing)生成相應(yīng)的曲(qu)線。質(zhì)構(gòu)分析(xi)提供了更靈敏(min)的測試，產(chǎn)(chan)生更準(zhǔn)(zhun)確的數(shù)據(jù)，結(jié)(jie)果受(shou)樣品(pin)狀況的影響較(jiao)小。阻力(li)有效(xiao)地反映了凝膠(jiao)強(qiáng)度的(de)大小。

橋塞材(cai)料不影響(xiang)工作液的反應(yīng)(ying)，但是不同種類(lei)的橋塞材料(liao)會影響堵(du)漏工(gong)作液的強(qiáng)(qiang)度，吸水材質(zhì)(zhi)的橋塞(sai)材料可能導(dǎo)致(zhi)強(qiáng)度較(jiao)低，因此考(kao)察不(bu)同橋塞(sai)材料對感(gan)應(yīng)力的影響。由(you)圖3-4 所示，對(dui)于加入(ru)重晶(jing)石固結(jié)(jie)體所受感(gan)應(yīng)力最大，其(qi)次是石(shi)英砂，加(jia)入云母片(pian)固結(jié)體所(suo)受感(gan)應(yīng)力最小。所(suo)以，堵漏工(gong)作液中應(yīng)(ying)該加入重晶石(shi)作為橋(qiao)塞材料(liao)，形成的(de)固結(jié)體感應(yīng)力(li)高達(dá)(da)422 N，強(qiáng)度最(zui)大。

參考文獻(xiàn)：劉(liu)海波(bo). 延遲可(ke)控膠固型堵漏(lou)工作液體系的(de)研究. 碩士(shi)學(xué)位論文，2024.