O folhelho tem uma estrutura especial de poros de fratura, a maioria deles são poros microcapilares com garganta de poros pequenos e baixa permeabilidade. É difícil formar uma torta de filtro densa na parede do poço, o que leva ao aumento da perda de filtração e à fácil hidratação da rocha, resultando no colapso da parede do poço.
A adição de nanomateriais ao fluido de perfuração pode efetivamente selar a garganta dos poros em nanoescala, de modo a estabilizar a parede do poço e proteger o reservatório.
O tamanho e a concentração do material usado para vedação são os principais fatores, que devem garantir a não penetração e também podem formar bolos de lama finos e resistentes.
Agentes de obstrução convencionais, como bentonita e barita, têm tamanhos de partícula muito maiores do que o tamanho médio da garganta dos poros do xisto, o que só pode resolver o problema dos poros em escala micrométrica. Eles são difíceis de evitar a perda de filtração e geralmente se acumulam na superfície sem penetrar profundamente na camada de vazamento, não alcançam o efeito de vedação nem formam uma torta de filtro compacta para reduzir a perda de filtração.
Os nanomateriais têm propriedades especiais de efeito de tamanho pequeno e efeito de superfície, menor consumo, de acordo com a tendência de desenvolvimento do fluido de perfuração para baixa fase sólida ou sem fase sólida, também possuem excelente propriedade lubrificante e característica reológica, o que é benéfico para melhorar o desempenho da dispersão e desempenho de umedecimento do fluido de perfuração, o efeito de vedação é melhor, formando a espessura do bolo de lama inferior a 1 mm.
(A diferença do bolo de lama antes e depois de adicionar o agente de obstrução nanométrico rígido)
Nanomateriais tem atividade de superfície extremamente alta, fácil de combinar com outros átomos, estável com alta atividade química.
Além disso, as partículas de nanomateriais são geralmente 1-100 nanômetros com distribuição uniforme, que são fáceis de entrar nas microfraturas do xisto, desempenham o papel de preenchimento e estabilização, podem selar melhor as fraturas e formar uma camada de vedação densa para evitar perdas por filtração.
Núcleo antes de adicionar agente de obstrução Núcleo após adicionar 1% de agente de conexão
Devido ao seu efeito de bloqueio físico, os nanomateriais podem melhorar a reologia dos fluidos de perfuração, melhorar sua estabilidade térmica, compacidade do bolo de lama e lubricidade.
Portanto, os nanomateriais desempenham um papel importante no fluido de perfuração, o que pode reduzir a perda de filtração, melhorar o desempenho da lubrificação, melhorar a capacidade de suporte da formação, estabilizar o poço e proteger o reservatório.
