在西安石油大(da)學(xué)發(fā)表(biao)的《延(yan)遲可控(kong)膠固型堵漏工(gong)作液體系(xi)的研究》的碩士(shi)學(xué)位論文(wen)中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔質(zhì)構(gòu)儀(yi)測(cè)定了抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度和凝膠強(qiáng)度(du)。

1、惰性橋(qiao)塞材料的篩選(xuan)

針對(duì)裂(lie)縫型(xing)漏失的橋塞(sai)材料需要滿(man)足以下要求(qiu)[32]：（1）與體系中(zhong)的化學(xué)成分不(bu)發(fā)生反應(yīng)，不(bu)改變(bian)原料(liao)化學(xué)(xue)性能;（2）材料(liao)易得、來源(yuan)廣、容易加工;（3）自(zi)身有強(qiáng)度(du)，性質(zhì)穩(wěn)定，具(ju)有抗溫性，能夠(gou)發(fā)揮卡喉作用(yong);（4）所用材料環(huán)境(jing)適應(yīng)(ying)性強(qiáng)(qiang)。橋塞材料(liao)自身化學(xué)(xue)性質(zhì)穩(wěn)定(ding)，不參與反(fan)應(yīng)，由(you)于自身材質(zhì)等(deng)物理(li)性能對(duì)(dui)工作(zuo)液產(chǎn)生影響(xiang)，因此選擇三(san)種不同的惰(duo)性橋塞(sai)材料研究(jiu)其對(duì)(dui)抗壓強(qiáng)(qiang)度的影響。

①石英砂作(zuo)為一種剛性(xing)和化學(xué)性(xing)質(zhì)穩(wěn)定(ding)的硅酸鹽礦物(wu)，其在(zai)工業(yè)應(yīng)(ying)用中因其粒度(du)的多樣性而(er)廣受歡迎。根據(jù)(ju)具體(ti)需求，石英砂可(ke)以被(bei)細(xì)分為不同的(de)粒度范圍，如(ru)10~20目至(zhi)200~325 目，以適(shi)應(yīng)不(bu)同的工業(yè)用(yong)途。在(zai)堵漏工程(cheng)中，通過精心(xin)選擇和混(hun)合不同粒(li)度的石(shi)英砂，可以在(zai)漏失層處(chu)形成一個(gè)密(mi)實(shí)的堆積層(ceng)。這種(zhong)方法不僅利(li)用了石英(ying)砂的物理特性(xing)來實(shí)現(xiàn)(xian)物理(li)封堵(du)，還通(tong)過與專用的(de)堵漏液相結(jié)(jie)合，形成(cheng)一個(gè)高強(qiáng)度(du)的封堵層，有(you)效地阻止了(le)液體(ti)的進(jìn)一步(bu)滲透(tou)，從而提(ti)高了(le)封堵(du)效果的(de)穩(wěn)定(ding)性和持久性。

②云母片(pian)是一種廣泛使(shi)用的片狀材料(liao)，具有2.7~2.8 g/cm3 的(de)密度，以其化學(xué)(xue)惰性、無溶解度(du)、無毒(du)性和不參與反(fan)應(yīng)的(de)特性著稱。這些(xie)特點(diǎn)使得(de)云母(mu)片可以與(yu)各類(lei)工作(zuo)液混(hun)合使用，展現(xiàn)出(chu)jijia的兼(jian)容性和流動(dòng)(dong)性。通過巧妙(miao)地利用(yong)云母(mu)片的不(bu)同尺寸(cun)與工作液體(ti)系的配合(he)，云母片能有效(xiao)地對(duì)地(di)層中的漏洞(dong)進(jìn)行封堵(du)，從而在鉆井和(he)修井作業(yè)中(zhong)發(fā)揮關(guān)鍵作用(yong)。這種封(feng)堵機(jī)(ji)制不僅依賴(lai)于云母片的(de)物理尺(chi)寸，還利用(yong)其dute的(de)物理和化(hua)學(xué)屬性(xing)，為解決復(fù)雜(za)的地(di)層漏失問題提(ti)供了一種可(ke)靠且環(huán)保的(de)解決方案。

③重晶石源自天(tian)然礦石，經(jīng)特(te)殊工藝處理(li)后轉(zhuǎn)化為黑褐(he)色細(xì)粉，具有(you)高密度特性（4.2 g/cm3），使(shi)其成為鉆井(jing)液中(zhong)的理想加重(zhong)劑。適用于(yu)密度低于2.3 g/cm3的(de)水基或油基鉆(zuan)井液，廣泛應(yīng)用(yong)于堵漏作業(yè)(ye)，憑借其密度優(yōu)(you)勢(shì)，在提高(gao)工作液(ye)密度、優(yōu)化鉆井(jing)效率方面發(fā)揮(hui)著不可替代(dai)的作(zuo)用。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材(cai)料

由圖3-3 可知，隨著(zhe)橋塞(sai)材料加(jia)量的增(zeng)加抗壓(ya)強(qiáng)度降低(di)。加入不同(tong)的橋(qiao)塞材料(liao)固化后強(qiáng)度(du)存在明顯差異(yi)，說明填料的(de)加量以(yi)及材(cai)質(zhì)對(duì)抗壓(ya)強(qiáng)度有影響。當(dāng)(dang)石英(ying)砂加(jia)入量(liang)為20%時(shí)，由(you)于石(shi)英砂(sha)的粒度不(bu)同、密(mi)度較低，導(dǎo)(dao)致堵(du)漏工作液(ye)的流動(dòng)度較(jiao)低，會(huì)使(shi)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)(shi)對(duì)施(shi)工造成較大(da)影響；而云母(mu)片的(de)抗壓強(qiáng)度(du)明顯低于石英(ying)砂與重晶石，故(gu)不適(shi)用于目前的堵(du)漏工作液；重(zhong)晶石(shi)的加入抗(kang)壓強(qiáng)度優(yōu)于石(shi)英砂與云(yun)母片，當(dāng)重晶石(shi)的加量在10%-15%時(shí)，抗(kang)壓強(qiáng)度最(zui)高且流(liu)動(dòng)度zuiyou。

2、凝膠強(qiáng)度的(de)測(cè)定

凝膠強(qiáng)度由質(zhì)(zhi)構(gòu)分析儀探頭(tou)所承受(shou)的阻力表示。通(tong)過采用質(zhì)構(gòu)(gou)分析(xi)儀，建立了一(yi)種測(cè)量凝膠強(qiáng)(qiang)度的方法，通過(guo)質(zhì)構(gòu)(gou)分析模擬(ni)夾持過程，以(yi)監(jiān)測(cè)(ce)力值(zhi)的變(bian)化。這種方法可(ke)以實(shí)時(shí)測(cè)試(shi)密封液并生(sheng)成相(xiang)應(yīng)的(de)曲線。質(zhì)(zhi)構(gòu)分析提(ti)供了更靈(ling)敏的測(cè)試，產(chǎn)(chan)生更(geng)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，結(jié)(jie)果受樣品(pin)狀況(kuang)的影響較小(xiao)。阻力有效(xiao)地反映了凝膠(jiao)強(qiáng)度的大小。

橋塞材料(liao)不影響工作液(ye)的反(fan)應(yīng)，但是不(bu)同種類的橋塞(sai)材料會(huì)影響堵(du)漏工作液的(de)強(qiáng)度，吸水(shui)材質(zhì)的(de)橋塞(sai)材料可(ke)能導(dǎo)(dao)致強(qiáng)度較低(di)，因此考察(cha)不同橋(qiao)塞材(cai)料對(duì)感應(yīng)(ying)力的影(ying)響。由(you)圖3-4 所示，對(duì)于加(jia)入重晶石固(gu)結(jié)體所受感應(yīng)(ying)力最大，其(qi)次是石英砂，加(jia)入云母片固(gu)結(jié)體所(suo)受感應(yīng)力最(zui)小。所以，堵漏(lou)工作(zuo)液中(zhong)應(yīng)該加入(ru)重晶(jing)石作為(wei)橋塞(sai)材料，形(xing)成的固(gu)結(jié)體感應(yīng)力高達(dá)(da)422 N，強(qiáng)度(du)最大。

參考文(wen)獻(xiàn)：劉(liu)海波. 延遲(chi)可控膠固型堵(du)漏工作液體(ti)系的研(yan)究. 碩士學(xué)位(wei)論文，2024.