在西安石(shi)油大學(xué)發(fā)表(biao)的《延遲可控(kong)膠固型堵漏工(gong)作液(ye)體系的研究(jiu)》的碩士學(xué)位(wei)論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔質(zhì)構(gòu)(gou)儀測定了(le)抗壓強(qiáng)度和凝(ning)膠強(qiáng)度。

1、惰性橋塞材(cai)料的(de)篩選

針對裂縫型漏(lou)失的橋(qiao)塞材料需要(yao)滿足以(yi)下要求[32]：（1）與體(ti)系中的化(hua)學(xué)成分不(bu)發(fā)生(sheng)反應(yīng)，不改(gai)變原料化學(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，性(xing)質(zhì)穩(wěn)(wen)定，具有抗溫(wen)性，能(neng)夠發(fā)揮卡喉作(zuo)用;（4）所用材(cai)料環(huán)境適應(yīng)性(xing)強(qiáng)。橋塞材料自(zi)身化學(xué)(xue)性質(zhì)穩(wěn)定(ding)，不參與反應(yīng)，由(you)于自身材質(zhì)等(deng)物理性能(neng)對工作液產(chǎn)生(sheng)影響，因此選擇(ze)三種不同的(de)惰性橋塞材料(liao)研究其對(dui)抗壓強(qiáng)度(du)的影響。

①石英砂作為(wei)一種剛性和(he)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)(wen)定的硅酸(suan)鹽礦物，其在(zai)工業(yè)應(yīng)(ying)用中因其(qi)粒度的(de)多樣性而廣(guang)受歡迎(ying)。根據(jù)具體需(xu)求，石英砂可(ke)以被細(xì)分為(wei)不同的(de)粒度范(fan)圍，如10~20目至(zhi)200~325 目，以(yi)適應(yīng)不同的(de)工業(yè)用(yong)途。在堵(du)漏工程中(zhong)，通過(guo)精心選(xuan)擇和混(hun)合不同粒度(du)的石(shi)英砂，可以在漏(lou)失層處(chu)形成一個(gè)密實(shí)(shi)的堆積(ji)層。這(zhe)種方(fang)法不僅(jin)利用了石英(ying)砂的物(wu)理特性(xing)來實(shí)現(xiàn)(xian)物理封堵，還通(tong)過與(yu)專用的(de)堵漏(lou)液相結(jié)合(he)，形成(cheng)一個(gè)高強(qiáng)度(du)的封堵層，有(you)效地(di)阻止了液體(ti)的進(jìn)一(yi)步滲(shen)透，從而提(ti)高了封堵(du)效果(guo)的穩(wěn)定(ding)性和(he)持久性。

②云母片(pian)是一(yi)種廣(guang)泛使用(yong)的片狀材料，具(ju)有2.7~2.8 g/cm3 的密度，以其(qi)化學(xué)(xue)惰性、無溶解(jie)度、無(wu)毒性和不參與(yu)反應(yīng)的特(te)性著(zhu)稱。這些特點(diǎn)使(shi)得云母片(pian)可以與各類工(gong)作液(ye)混合使用，展(zhan)現(xiàn)出jijia的兼容性(xing)和流動(dòng)(dong)性。通過巧妙(miao)地利用云母片(pian)的不同尺寸(cun)與工作液(ye)體系的配(pei)合，云母片能(neng)有效(xiao)地對地層(ceng)中的(de)漏洞(dong)進(jìn)行封堵，從而(er)在鉆井和修(xiu)井作業(yè)中(zhong)發(fā)揮關(guān)鍵(jian)作用。這(zhe)種封堵機(jī)制不(bu)僅依賴(lai)于云母片(pian)的物理(li)尺寸(cun)，還利用其dute的(de)物理和化學(xué)屬(shu)性，為解(jie)決復(fù)雜的地層(ceng)漏失問題提(ti)供了(le)一種可靠且環(huán)(huan)保的解(jie)決方案(an)。

③重晶(jing)石源自天然(ran)礦石，經(jīng)特殊工(gong)藝處(chu)理后轉(zhuǎn)(zhuan)化為黑褐色(se)細(xì)粉，具有高(gao)密度特性（4.2 g/cm3），使(shi)其成(cheng)為鉆井液中(zhong)的理(li)想加(jia)重劑(ji)。適用于密度低(di)于2.3 g/cm3的水(shui)基或(huo)油基鉆井液(ye)，廣泛(fan)應(yīng)用于堵(du)漏作業(yè)，憑借(jie)其密度優(yōu)勢(shi)，在提(ti)高工作液(ye)密度、優(yōu)化鉆井(jing)效率方面(mian)發(fā)揮著(zhe)不可(ke)替代的作用。

配方(fang)：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材料(liao)

由圖3-3 可知，隨(sui)著橋塞材(cai)料加量的(de)增加抗(kang)壓強(qiáng)度(du)降低。加入不(bu)同的橋塞(sai)材料固(gu)化后強(qiáng)度存(cun)在明顯(xian)差異，說明(ming)填料(liao)的加量以(yi)及材質(zhì)對抗壓(ya)強(qiáng)度有影(ying)響。當(dāng)(dang)石英(ying)砂加入量(liang)為20%時(shí)，由(you)于石英砂(sha)的粒度不同(tong)、密度(du)較低，導(dǎo)致堵漏(lou)工作液的流(liu)動(dòng)度較低(di)，會使在實(shí)際應(yīng)(ying)用時(shí)對(dui)施工造成較(jiao)大影響(xiang)；而云母片的抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度明顯低于石(shi)英砂與重晶(jing)石，故不(bu)適用于目(mu)前的(de)堵漏工作(zuo)液；重晶石的(de)加入(ru)抗壓強(qiáng)度優(yōu)于(yu)石英砂與云(yun)母片(pian)，當(dāng)重晶(jing)石的加量在(zai)10%-15%時(shí)，抗壓強(qiáng)度(du)最高且(qie)流動(dòng)度zuiyou。

2、凝膠強(qiáng)(qiang)度的測(ce)定

凝膠強(qiáng)度(du)由質(zhì)構(gòu)分析(xi)儀探頭所(suo)承受的阻(zu)力表示。通(tong)過采(cai)用質(zhì)(zhi)構(gòu)分析(xi)儀，建立(li)了一種測量(liang)凝膠強(qiáng)度(du)的方法，通過(guo)質(zhì)構(gòu)分析(xi)模擬夾(jia)持過程，以(yi)監(jiān)測力值的變(bian)化。這(zhe)種方法可(ke)以實(shí)時(shí)測試(shi)密封液并生(sheng)成相(xiang)應(yīng)的曲線。質(zhì)構(gòu)(gou)分析提供(gong)了更靈敏的測(ce)試，產(chǎn)生(sheng)更準(zhǔn)確(que)的數(shù)據(jù)，結(jié)(jie)果受樣(yang)品狀(zhuang)況的影(ying)響較小。阻(zu)力有(you)效地反映了凝(ning)膠強(qiáng)度(du)的大小。

橋塞(sai)材料不(bu)影響工作液的(de)反應(yīng)，但是不同(tong)種類的(de)橋塞(sai)材料會影(ying)響堵漏工(gong)作液的強(qiáng)度，吸(xi)水材質(zhì)的橋(qiao)塞材料(liao)可能導(dǎo)致強(qiáng)(qiang)度較低，因此考(kao)察不(bu)同橋塞(sai)材料對感(gan)應(yīng)力的(de)影響。由(you)圖3-4 所示，對(dui)于加入重晶(jing)石固結(jié)體(ti)所受感應(yīng)力(li)最大，其次是石(shi)英砂，加入(ru)云母片固(gu)結(jié)體所受感(gan)應(yīng)力最小。所以(yi)，堵漏工(gong)作液中應(yīng)(ying)該加入重(zhong)晶石作為(wei)橋塞材料，形成(cheng)的固結(jié)(jie)體感(gan)應(yīng)力高達(dá)422 N，強(qiáng)度(du)最大。

參考文獻(xiàn)(xian)：劉海(hai)波. 延遲可(ke)控膠(jiao)固型堵(du)漏工作液(ye)體系(xi)的研究. 碩(shuo)士學(xué)位論(lun)文，2024.