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

1、惰性橋塞(sai)材料(liao)的篩選

針對(duì)裂縫型(xing)漏失(shi)的橋塞(sai)材料(liao)需要滿足以(yi)下要求(qiu)[32]：（1）與體(ti)系中的化學(xué)成(cheng)分不發(fā)生反應(yīng)(ying)，不改變?cè)?yuan)料化學(xué)性能;（2）材(cai)料易得、來(lái)(lai)源廣、容(rong)易加(jia)工;（3）自身有強(qiáng)度(du)，性質(zhì)穩(wěn)(wen)定，具(ju)有抗溫性，能(neng)夠發(fā)揮卡喉(hou)作用;（4）所用材(cai)料環(huán)(huan)境適應(yīng)性強(qiáng)(qiang)。橋塞材(cai)料自身化(hua)學(xué)性質(zhì)(zhi)穩(wěn)定(ding)，不參與反應(yīng)(ying)，由于自身材質(zhì)(zhi)等物理性(xing)能對(duì)工作(zuo)液產(chǎn)生影(ying)響，因此選擇三(san)種不同(tong)的惰性橋(qiao)塞材料研究其(qi)對(duì)抗(kang)壓強(qiáng)度(du)的影響(xiang)。

①石英(ying)砂作為(wei)一種剛性和化(hua)學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定(ding)的硅酸鹽(yan)礦物，其在(zai)工業(yè)應(yīng)(ying)用中因其(qi)粒度的多樣(yang)性而廣受歡迎(ying)。根據(jù)具體需求(qiu)，石英砂可(ke)以被細(xì)分(fen)為不同的粒(li)度范圍，如(ru)10~20目至200~325 目，以適應(yīng)(ying)不同的工業(yè)用(yong)途。在堵(du)漏工(gong)程中(zhong)，通過精心選擇(ze)和混合不同(tong)粒度的石英(ying)砂，可以(yi)在漏失層處(chu)形成(cheng)一個(gè)密實(shí)(shi)的堆積層。這種(zhong)方法不僅利用(yong)了石英砂的物(wu)理特性來(lái)實(shí)現(xiàn)(xian)物理封堵，還通(tong)過與專用(yong)的堵漏(lou)液相結(jié)合，形(xing)成一個(gè)高(gao)強(qiáng)度的(de)封堵層，有效地(di)阻止了液(ye)體的進(jìn)(jin)一步滲透(tou)，從而提高了封(feng)堵效果的(de)穩(wěn)定性和持久(jiu)性。

②云母(mu)片是一(yi)種廣泛使用的(de)片狀材料，具(ju)有2.7~2.8 g/cm3 的(de)密度，以(yi)其化(hua)學(xué)惰(duo)性、無(wú)溶(rong)解度(du)、無(wú)毒(du)性和不(bu)參與反(fan)應(yīng)的特(te)性著(zhu)稱。這些特點(diǎn)(dian)使得云母片(pian)可以與(yu)各類工作液混(hun)合使用，展現(xiàn)出(chu)jijia的兼容性和流(liu)動(dòng)性。通過巧(qiao)妙地(di)利用云(yun)母片的不同尺(chi)寸與工作液體(ti)系的配(pei)合，云母(mu)片能有(you)效地(di)對(duì)地層中的漏(lou)洞進(jìn)(jin)行封堵，從而(er)在鉆井和修井(jing)作業(yè)(ye)中發(fā)揮關(guān)鍵作(zuo)用。這(zhe)種封堵機(jī)制不(bu)僅依賴于(yu)云母(mu)片的(de)物理(li)尺寸，還利用其(qi)dute的物理和化(hua)學(xué)屬性(xing)，為解決(jue)復(fù)雜的地層(ceng)漏失問題(ti)提供了一種可(ke)靠且(qie)環(huán)保的解決方(fang)案。

③重晶石(shi)源自天然礦石(shi)，經(jīng)特殊(shu)工藝處(chu)理后轉(zhuǎn)化為黑(hei)褐色細(xì)粉(fen)，具有高密(mi)度特性（4.2 g/cm3），使其成(cheng)為鉆(zuan)井液中(zhong)的理(li)想加重劑(ji)。適用(yong)于密度低于(yu)2.3 g/cm3的水基或(huo)油基鉆(zuan)井液，廣(guang)泛應(yīng)用于堵(du)漏作業(yè)(ye)，憑借其密(mi)度優(yōu)勢(shì)，在(zai)提高工(gong)作液密度、優(yōu)化(hua)鉆井(jing)效率方面(mian)發(fā)揮著不可(ke)替代的(de)作用。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材(cai)料

由圖(tu)3-3 可知，隨(sui)著橋塞材(cai)料加量(liang)的增加抗(kang)壓強(qiáng)(qiang)度降低。加入(ru)不同的橋(qiao)塞材料固(gu)化后強(qiáng)度存在(zai)明顯差異，說(shuo)明填料的(de)加量以及材(cai)質(zhì)對(duì)(dui)抗壓強(qiáng)度(du)有影響。當(dāng)石英(ying)砂加入量(liang)為20%時(shí)，由于(yu)石英砂的粒度(du)不同、密度較(jiao)低，導(dǎo)致(zhi)堵漏(lou)工作液(ye)的流動(dòng)度(du)較低，會(huì)使在(zai)實(shí)際(ji)應(yīng)用時(shí)對(duì)(dui)施工造(zao)成較大影(ying)響；而云母片的(de)抗壓強(qiáng)度(du)明顯低于石(shi)英砂(sha)與重晶石，故(gu)不適用于目前(qian)的堵漏工作(zuo)液；重(zhong)晶石的(de)加入(ru)抗壓強(qiáng)度優(yōu)于(yu)石英砂與(yu)云母片(pian)，當(dāng)重晶石(shi)的加(jia)量在(zai)10%-15%時(shí)，抗(kang)壓強(qiáng)度(du)最高且流(liu)動(dòng)度zuiyou。

2、凝膠強(qiáng)度的(de)測(cè)定

凝膠強(qiáng)(qiang)度由質(zhì)構(gòu)(gou)分析儀探頭(tou)所承受的阻(zu)力表示(shi)。通過采用(yong)質(zhì)構(gòu)分(fen)析儀(yi)，建立了一種(zhong)測(cè)量凝膠強(qiáng)度(du)的方法，通(tong)過質(zhì)構(gòu)分析(xi)模擬夾(jia)持過程(cheng)，以監(jiān)測(cè)力值(zhi)的變化(hua)。這種方(fang)法可以(yi)實(shí)時(shí)測(cè)(ce)試密封液并生(sheng)成相應(yīng)(ying)的曲(qu)線。質(zhì)構(gòu)(gou)分析提(ti)供了更靈(ling)敏的測(cè)試(shi)，產(chǎn)生(sheng)更準(zhǔn)確的(de)數(shù)據(jù)，結(jié)果受(shou)樣品狀況的(de)影響較小。阻(zu)力有效地反映(ying)了凝膠強(qiáng)度的(de)大小。

橋塞材料(liao)不影響(xiang)工作液的反(fan)應(yīng)，但是不同(tong)種類的(de)橋塞材料(liao)會(huì)影響(xiang)堵漏工作液的(de)強(qiáng)度，吸水材質(zhì)(zhi)的橋(qiao)塞材(cai)料可(ke)能導(dǎo)致(zhi)強(qiáng)度較(jiao)低，因此考(kao)察不同(tong)橋塞材料對(duì)(dui)感應(yīng)(ying)力的影響(xiang)。由圖3-4 所示，對(duì)于加入(ru)重晶石固(gu)結(jié)體所受感(gan)應(yīng)力最大，其(qi)次是石英(ying)砂，加入(ru)云母片固(gu)結(jié)體所受感應(yīng)(ying)力最小。所(suo)以，堵(du)漏工(gong)作液中應(yīng)該(gai)加入重晶(jing)石作為橋塞材(cai)料，形(xing)成的固結(jié)體感(gan)應(yīng)力高達(dá)422 N，強(qiáng)(qiang)度最大。

參考文獻(xiàn)：劉(liu)海波. 延(yan)遲可(ke)控膠固型堵漏(lou)工作液(ye)體系的(de)研究. 碩士學(xué)位(wei)論文，2024.