頁岩は特殊な亀裂細孔構造を持ち、そのほとんどは細孔スロートが小さく、浸透性が低い微小毛細管細孔です。 試錐孔壁に緻密なろ過ケーキが形成されにくく、ろ過損失が増加したり、岩石が水和しやすくなったりして試錐孔壁が崩壊することがあります。
ナノマテリアルを掘削流体に添加すると、ナノスケールの細孔スロートを効果的にシールして、坑井の壁を安定させ、貯留層を保護することができます。
シールに使用される材料のサイズと濃度が重要な要素であり、浸透しないようにする必要があり、また、薄くて丈夫な泥の塊を形成する可能性があります。
ベントナイトや重晶石などの従来の閉塞剤は、その粒子サイズが頁岩の平均細孔径よりもはるかに大きく、ミクロンスケールの細孔の問題しか解決できません。 これらは濾過損失を防ぐのが難しく、通常は漏れ層の奥深くまで到達せずに表面に蓄積し、シール効果を達成することも、濾過損失を減らすための緻密な濾過ケーキを形成することもありません。
ナノマテリアルは、サイズ効果と表面効果が小さく、消費量が少ないという特殊な特性を持ち、掘削液の低固相または無固相への開発傾向に沿って、分散性能の向上に有益な優れた潤滑特性とレオロジー特性も備えています。掘削液の湿潤性能により、シール効果が向上し、泥塊の厚さは1 mm未満になります。
（硬質ナノ目封止剤添加前後の泥ケーキの違い）
ナノマテリアルは非常に高い表面活性を持ち、他の原子と結合しやすく、高い化学活性で安定しています。
さらに、ナノ材料の粒子は一般に1-100ナノメートルで均一に分布しており、頁岩の微小亀裂に入りやすく、充填と安定化の役割を果たし、亀裂をよりよく密閉し、緻密な密閉層を形成することができます。濾過損失を防ぐため。
目詰まり剤添加前のコア 目詰まり剤 1% 添加後のコア
ナノマテリアルは、その物理的遮断効果により、掘削流体のレオロジーを改善し、熱安定性、泥塊の緻密性、および潤滑性を改善することができます。
したがって、ナノマテリアルは掘削液において重要な役割を果たしており、濾過損失の削減、潤滑性能の向上、地層支持能力の向上、坑井の安定化、貯留層の保護が可能です。
