在西安石油大(da)學(xué)發(fā)表(biao)的《延遲(chi)可控膠固型堵(du)漏工作液(ye)體系的研(yan)究》的碩士學(xué)(xue)位論文(wen)中，研究人員利用(yong)上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)(gou)儀測定了抗壓(ya)強(qiáng)度和凝膠(jiao)強(qiáng)度。

1、惰性(xing)橋塞材(cai)料的篩(shai)選

針對(duì)(dui)裂縫型(xing)漏失的橋塞材(cai)料需要滿足(zu)以下要求(qiu)[32]：（1）與體系中(zhong)的化學(xué)成分不(bu)發(fā)生反應(yīng)(ying)，不改變原料(liao)化學(xué)性能;（2）材(cai)料易得、來源廣(guang)、容易(yi)加工;（3）自身有強(qiáng)(qiang)度，性質(zhì)穩(wěn)定(ding)，具有(you)抗溫性，能夠(gou)發(fā)揮卡喉作用(yong);（4）所用材料(liao)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)(qiang)。橋塞材(cai)料自身化學(xué)性(xing)質(zhì)穩(wěn)定，不(bu)參與反應(yīng)，由于(yu)自身材質(zhì)等(deng)物理性能(neng)對(duì)工作(zuo)液產(chǎn)生影響，因(yin)此選擇三種不(bu)同的惰性(xing)橋塞材料(liao)研究其對(duì)抗(kang)壓強(qiáng)度的(de)影響。

①石英(ying)砂作為一(yi)種剛性和化學(xué)(xue)性質(zhì)穩(wěn)定的硅(gui)酸鹽礦物，其(qi)在工業(yè)應(yīng)(ying)用中因其粒(li)度的多樣(yang)性而廣受歡迎(ying)。根據(jù)具體需(xu)求，石英砂(sha)可以被細(xì)(xi)分為不同的粒(li)度范圍，如(ru)10~20目至200~325 目，以(yi)適應(yīng)不同的工(gong)業(yè)用途。在(zai)堵漏工程中，通(tong)過精心(xin)選擇和混(hun)合不同粒度(du)的石(shi)英砂，可以(yi)在漏失層(ceng)處形成一(yi)個(gè)密(mi)實(shí)的堆積層(ceng)。這種方(fang)法不僅利用了(le)石英砂的物理(li)特性來(lai)實(shí)現(xiàn)物理(li)封堵，還通過(guo)與專用的堵(du)漏液相結(jié)(jie)合，形成一(yi)個(gè)高(gao)強(qiáng)度的封(feng)堵層，有效地(di)阻止了液體的(de)進(jìn)一步滲透，從(cong)而提高了封(feng)堵效果(guo)的穩(wěn)定性(xing)和持久性。

②云母片是(shi)一種廣泛使(shi)用的片狀(zhuang)材料，具有(you)2.7~2.8 g/cm3 的密度，以其(qi)化學(xué)惰(duo)性、無溶解度(du)、無毒性和(he)不參與反應(yīng)(ying)的特性著稱(cheng)。這些(xie)特點(diǎn)使(shi)得云母(mu)片可以與各(ge)類工作(zuo)液混合使用(yong)，展現(xiàn)出jijia的兼容(rong)性和流動(dòng)性(xing)。通過巧(qiao)妙地利(li)用云母片的(de)不同尺寸與工(gong)作液體系的(de)配合，云母片能(neng)有效(xiao)地對(duì)(dui)地層中的(de)漏洞進(jìn)行封堵(du)，從而在鉆(zuan)井和修(xiu)井作(zuo)業(yè)中發(fā)揮關(guān)(guan)鍵作用。這(zhe)種封堵機(jī)(ji)制不僅依(yi)賴于(yu)云母(mu)片的(de)物理尺寸，還利(li)用其(qi)dute的物(wu)理和化學(xué)(xue)屬性，為(wei)解決復(fù)雜的(de)地層漏失問(wen)題提供(gong)了一種可靠(kao)且環(huán)(huan)保的解決(jue)方案。

③重晶石(shi)源自天然礦(kuang)石，經(jīng)特(te)殊工(gong)藝處理(li)后轉(zhuǎn)化(hua)為黑褐色細(xì)(xi)粉，具有高密(mi)度特性（4.2 g/cm3），使其成(cheng)為鉆井(jing)液中的(de)理想(xiang)加重劑。適(shi)用于密度低于(yu)2.3 g/cm3的水基或(huo)油基鉆井液，廣(guang)泛應(yīng)(ying)用于(yu)堵漏(lou)作業(yè)，憑借其密(mi)度優(yōu)勢，在(zai)提高工(gong)作液密度(du)、優(yōu)化鉆(zuan)井效率(lv)方面發(fā)揮(hui)著不可(ke)替代的作用(yong)。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材(cai)料

由圖3-3 可(ke)知，隨著橋塞(sai)材料加量的增(zeng)加抗壓強(qiáng)度(du)降低。加入不同(tong)的橋(qiao)塞材料固(gu)化后強(qiáng)度存在(zai)明顯差異(yi)，說明填料(liao)的加量以及材(cai)質(zhì)對(duì)(dui)抗壓強(qiáng)度有(you)影響。當(dāng)(dang)石英砂加入量(liang)為20%時(shí)，由(you)于石英砂的(de)粒度不同(tong)、密度較低，導(dǎo)(dao)致堵漏工作(zuo)液的流動(dòng)度較(jiao)低，會(huì)使(shi)在實(shí)際(ji)應(yīng)用時(shí)對(duì)(dui)施工(gong)造成(cheng)較大影(ying)響；而云(yun)母片的抗(kang)壓強(qiáng)度(du)明顯低于石英(ying)砂與(yu)重晶石(shi)，故不適用于目(mu)前的(de)堵漏工(gong)作液；重晶石的(de)加入抗(kang)壓強(qiáng)度優(yōu)(you)于石英(ying)砂與云(yun)母片，當(dāng)重晶石(shi)的加量在10%-15%時(shí)(shi)，抗壓(ya)強(qiáng)度最高且流(liu)動(dòng)度zuiyou。

2、凝膠強(qiáng)(qiang)度的(de)測定

凝膠強(qiáng)度由(you)質(zhì)構(gòu)分析(xi)儀探頭所承(cheng)受的阻力(li)表示。通過采(cai)用質(zhì)(zhi)構(gòu)分(fen)析儀，建立(li)了一(yi)種測量(liang)凝膠強(qiáng)(qiang)度的方法(fa)，通過質(zhì)(zhi)構(gòu)分析模擬夾(jia)持過程，以(yi)監(jiān)測力值的變(bian)化。這種(zhong)方法可以實(shí)時(shí)(shi)測試密封(feng)液并生成(cheng)相應(yīng)的(de)曲線。質(zhì)構(gòu)分(fen)析提供了更(geng)靈敏的測(ce)試，產(chǎn)(chan)生更準(zhǔn)確(que)的數(shù)據(jù)，結(jié)(jie)果受樣品(pin)狀況的影(ying)響較小。阻(zu)力有效地反映(ying)了凝膠(jiao)強(qiáng)度(du)的大小。

橋塞材料不影(ying)響工作液(ye)的反(fan)應(yīng)，但是(shi)不同(tong)種類的橋塞(sai)材料會(huì)影響堵(du)漏工(gong)作液的強(qiáng)度(du)，吸水材質(zhì)的橋(qiao)塞材(cai)料可能導(dǎo)致(zhi)強(qiáng)度較低，因此(ci)考察(cha)不同橋塞材(cai)料對(duì)(dui)感應(yīng)力(li)的影響(xiang)。由圖3-4 所示，對(duì)于(yu)加入(ru)重晶(jing)石固結(jié)體所(suo)受感(gan)應(yīng)力最(zui)大，其次是石英(ying)砂，加(jia)入云母片固(gu)結(jié)體所受感應(yīng)(ying)力最小。所以，堵(du)漏工作液中(zhong)應(yīng)該加入重(zhong)晶石作為橋(qiao)塞材料，形成(cheng)的固結(jié)(jie)體感應(yīng)力高達(dá)422 N，強(qiáng)(qiang)度最大。

參考文(wen)獻(xiàn)：劉海波. 延遲(chi)可控膠(jiao)固型堵漏工(gong)作液體系(xi)的研究(jiu). 碩士(shi)學(xué)位論文(wen)，2024.