上海騰(teng)拔(ba)質(zhi)構(gou)儀(yi)助力西安石(shi)油大學測定抗(kang)壓(ya)強(qiang)度和凝(ning)膠(jiao)強(qiang)度

在西安石(shi)油大學發表的(de)《延(yan)遲可控(kong)膠(jiao)固型(xing)堵(du)漏(lou)工(gong)作(zuo)液體(ti)系的(de)研究(jiu)》的(de)碩(shuo)士(shi)學位論文中(zhong)，研究(jiu)人(ren)員利(li)用上海騰(teng)拔(ba)質(zhi)構(gou)儀(yi)測定了(le)抗(kang)壓(ya)強(qiang)度和凝(ning)膠(jiao)強(qiang)度。

1、惰(duo)性(xing)橋(qiao)塞(sai)材料的(de)篩(shai)選(xuan)

針對(dui)裂(lie)縫型(xing)漏(lou)失(shi)的(de)橋(qiao)塞(sai)材料需要滿足(zu)以(yi)下要求(qiu)[32]：（1）與(yu)體系中(zhong)的(de)化學成(cheng)分(fen)不(bu)發生反(fan)應，不改(gai)變原(yuan)料化學性(xing)能(neng);（2）材料易得、來(lai)源(yuan)廣、容(rong)易加(jia)工(gong);（3）自(zi)身(shen)有強(qiang)度，性質(zhi)穩定，具(ju)有抗(kang)溫性(xing)，能(neng)夠發揮卡喉(hou)作用;（4）所(suo)用材料環(huan)境適應性強(qiang)。橋塞材料自(zi)身(shen)化學性(xing)質(zhi)穩定，不(bu)參(can)與反(fan)應，由於(yu)自(zi)身(shen)材質(zhi)等物理性(xing)能對(dui)工(gong)作(zuo)液產(chan)生(sheng)影(ying)響，因(yin)此(ci)選(xuan)擇(ze)三(san)種(zhong)不同的(de)惰(duo)性(xing)橋(qiao)塞(sai)材料研究(jiu)其(qi)對(dui)抗(kang)壓強(qiang)度的(de)影(ying)響。

①石(shi)英砂作為壹(yi)種(zhong)剛性(xing)和化學性(xing)質(zhi)穩定的(de)矽(gui)酸(suan)鹽(yan)礦(kuang)物(wu)，其在工(gong)業(ye)應用中(zhong)因(yin)其(qi)粒(li)度的(de)多(duo)樣(yang)性(xing)而(er)廣(guang)受歡(huan)迎。根(gen)據具體需求(qiu)，石(shi)英砂可以(yi)被(bei)細(xi)分(fen)為不同的(de)粒(li)度範(fan)圍(wei)，如(ru)10~20目(mu)至(zhi)200~325 目(mu)，以適應不同的(de)工(gong)業(ye)用途(tu)。在(zai)堵漏(lou)工(gong)程中(zhong)，通(tong)過(guo)精心(xin)選(xuan)擇(ze)和(he)混(hun)合不同粒(li)度的(de)石(shi)英砂，可以(yi)在(zai)漏(lou)失(shi)層處形(xing)成(cheng)壹(yi)個(ge)密(mi)實的(de)堆(dui)積(ji)層(ceng)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法不僅利(li)用了(le)石(shi)英砂的(de)物(wu)理特性來(lai)實(shi)現物(wu)理封(feng)堵(du)，還通(tong)過(guo)與專(zhuan)用的(de)堵(du)漏(lou)液相(xiang)結合，形成(cheng)壹(yi)個(ge)高(gao)強(qiang)度的(de)封(feng)堵(du)層，有效(xiao)地(di)阻(zu)止了(le)液(ye)體(ti)的(de)進(jin)壹(yi)步滲透(tou)，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了(le)封(feng)堵(du)效果的(de)穩定性(xing)和(he)持(chi)久性(xing)。

②雲母(mu)片(pian)是(shi)壹(yi)種(zhong)廣泛(fan)使(shi)用的(de)片(pian)狀(zhuang)材料，具(ju)有2.7~2.8 g/cm3 的(de)密(mi)度，以(yi)其(qi)化學惰(duo)性(xing)、無(wu)溶解度、無(wu)毒性(xing)和(he)不(bu)參(can)與反(fan)應的(de)特性著(zhu)稱。這(zhe)些特點使(shi)得雲母(mu)片(pian)可(ke)以(yi)與(yu)各(ge)類(lei)工(gong)作(zuo)液混(hun)合使(shi)用，展(zhan)現出jijia的(de)兼容(rong)性(xing)和流動性(xing)。通(tong)過(guo)巧妙(miao)地(di)利(li)用雲母(mu)片(pian)的(de)不(bu)同尺(chi)寸(cun)與工(gong)作(zuo)液體(ti)系的(de)配(pei)合，雲母(mu)片(pian)能(neng)有效(xiao)地(di)對(dui)地(di)層中(zhong)的(de)漏(lou)洞進(jin)行封(feng)堵(du)，從而(er)在(zai)鉆(zuan)井和修(xiu)井作業(ye)中(zhong)發揮關鍵(jian)作(zuo)用。這(zhe)種(zhong)封(feng)堵(du)機制(zhi)不(bu)僅依賴於(yu)雲母(mu)片(pian)的(de)物(wu)理尺(chi)寸(cun)，還利(li)用其(qi)dute的(de)物(wu)理和(he)化學屬(shu)性，為解決(jue)復(fu)雜(za)的(de)地(di)層漏(lou)失(shi)問(wen)題提(ti)供了(le)壹(yi)種(zhong)可靠(kao)且環(huan)保(bao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案。

③重(zhong)晶石(shi)源自(zi)天然(ran)礦石(shi)，經(jing)特殊工(gong)藝(yi)處理後(hou)轉化為黑褐色細(xi)粉(fen)，具有高(gao)密(mi)度特性（4.2 g/cm³），使(shi)其(qi)成(cheng)為鉆(zuan)井液中(zhong)的(de)理想(xiang)加(jia)重(zhong)劑。適用於(yu)密(mi)度低(di)於(yu)2.3 g/cm³的(de)水(shui)基或油(you)基鉆(zuan)井液，廣(guang)泛應用於(yu)堵(du)漏(lou)作業(ye)，憑(ping)借(jie)其密(mi)度優(you)勢(shi)，在提(ti)高(gao)工(gong)作(zuo)液密(mi)度、優(you)化鉆(zuan)井效率(lv)方(fang)面(mian)發揮著不(bu)可(ke)替(ti)代(dai)的(de)作(zuo)用。

配(pei)方(fang)：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞(sai)材料

由(you)圖3-3 可知(zhi)，隨(sui)著(zhe)橋塞材料加(jia)量(liang)的(de)增加(jia)抗(kang)壓強(qiang)度降低(di)。加(jia)入(ru)不同的(de)橋(qiao)塞(sai)材料固(gu)化後(hou)強(qiang)度存在(zai)明(ming)顯差異，說明(ming)填料(liao)的(de)加(jia)量(liang)以及(ji)材質(zhi)對(dui)抗(kang)壓強(qiang)度有影(ying)響。當石(shi)英砂加(jia)入(ru)量為20%時(shi)，由(you)於(yu)石(shi)英砂的(de)粒(li)度不(bu)同、密(mi)度較(jiao)低，導(dao)致(zhi)堵漏(lou)工(gong)作(zuo)液的(de)流動度(du)較(jiao)低，會使(shi)在(zai)實(shi)際(ji)應用時(shi)對(dui)施(shi)工(gong)造成(cheng)較(jiao)大影(ying)響；而(er)雲母(mu)片(pian)的(de)抗(kang)壓(ya)強(qiang)度明(ming)顯低(di)於(yu)石(shi)英砂與重(zhong)晶(jing)石(shi)，故不適用於(yu)目(mu)前(qian)的(de)堵(du)漏(lou)工(gong)作(zuo)液；重(zhong)晶(jing)石(shi)的(de)加(jia)入(ru)抗壓(ya)強(qiang)度優(you)於(yu)石(shi)英砂與雲母(mu)片(pian)，當重(zhong)晶石(shi)的(de)加(jia)量(liang)在10%-15%時(shi)，抗(kang)壓(ya)強(qiang)度最(zui)高(gao)且(qie)流動度(du)zuiyou。

凝(ning)膠(jiao)強(qiang)度由質(zhi)構(gou)分(fen)析(xi)儀(yi)探頭所承受的(de)阻(zu)力表示。通(tong)過(guo)采用質(zhi)構(gou)分(fen)析(xi)儀(yi)，建立(li)了(le)壹(yi)種(zhong)測量凝(ning)膠(jiao)強(qiang)度的(de)方(fang)法，通(tong)過(guo)質(zhi)構(gou)分(fen)析(xi)模擬夾(jia)持(chi)過程，以監(jian)測力值(zhi)的(de)變(bian)化。這(zhe)種(zhong)方(fang)法可以實(shi)時(shi)測試密(mi)封(feng)液(ye)並(bing)生(sheng)成(cheng)相(xiang)應的(de)曲線。質(zhi)構(gou)分(fen)析(xi)提(ti)供了(le)更(geng)靈(ling)敏(min)的(de)測試，產(chan)生(sheng)更準確的(de)數據，結果受(shou)樣(yang)品(pin)狀況的(de)影(ying)響較(jiao)小(xiao)。阻(zu)力有效(xiao)地(di)反(fan)映了(le)凝(ning)膠(jiao)強(qiang)度的(de)大(da)小(xiao)。

橋塞(sai)材料不(bu)影響工(gong)作(zuo)液的(de)反(fan)應，但是(shi)不同種(zhong)類(lei)的(de)橋(qiao)塞(sai)材料會影響堵漏(lou)工(gong)作(zuo)液的(de)強(qiang)度，吸(xi)水(shui)材質(zhi)的(de)橋(qiao)塞(sai)材料可(ke)能導致(zhi)強(qiang)度較(jiao)低，因(yin)此(ci)考(kao)察不(bu)同橋塞材料對(dui)感應力的(de)影(ying)響。由圖3-4 所示，對(dui)於(yu)加(jia)入(ru)重晶(jing)石(shi)固結體所(suo)受感應力最(zui)大(da)，其(qi)次(ci)是(shi)石(shi)英砂，加(jia)入(ru)雲母(mu)片(pian)固(gu)結體所(suo)受感應力最(zui)小(xiao)。所以，堵漏(lou)工(gong)作(zuo)液中(zhong)應該加(jia)入(ru)重晶(jing)石(shi)作為橋塞(sai)材料，形(xing)成(cheng)的(de)固(gu)結體感應力高(gao)達(da)422 N，強(qiang)度最(zui)大(da)。