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页岩气是一种清洁战略性能源资源,具有重要的开发和利用价值,已成为全球石油工程领域的研究热点。目前页岩气地层水平井钻井主要采用油基钻井液,现场实践表明,页岩气地层油基钻井液的漏失情况较为突出,严重影响了钻井综合效益。因此,需要开展页岩气地层油基钻井液防漏技术优化研究。本文以涪陵区块龙马溪组页岩为研究对象,测试其矿物组构与理化性能,实验研究其与油基钻井液的相互作用,探讨了页岩气地层油基钻井液漏失的主要原因。龙马溪组页岩以脆性矿物为主,微裂缝和纳米孔隙发育,有机质含量较高,表现出亲油和亲水的混合润湿特性。油基钻井液在地层压差及毛管力作用下沿微裂缝侵入地层后,可溶蚀地层有机质,降低裂缝重启压力,在微裂缝尖端易产生应力集中,以及堵漏材料在裂缝中难以有效滞留封堵等因素综合作用,促进微裂缝的延伸、扩展与贯通,诱发硬脆性页岩井漏。因此,页岩气地层微纳米孔隙和裂缝的有效封堵是预防漏失的关键技术。通过粒径级配及配伍性实验,优选出了封堵性能良好的微纳米材料封堵配方。同时,以丙烯酸酯类单体为反应原料,采用悬浮聚合法,优化制备出油基钻井液用新型膨胀型堵漏剂SD-OS。借助FT-IR、SEM、热稳定性等分析手段,表征了新研制的SD-OS的结构,并通过吸油实验、配伍性实验、抗温实验、砂盘滤失实验以及砂床滤失实验等,综合评价了SD-OS的特性。实验表明,新研制的SD-OS封堵降滤失性能优异,抗温可达200℃。新研制的油基钻井液用颗粒状堵漏剂SD-OS首先通过变形挤入井壁围岩,然后继续吸油膨胀,实现有效致密承压封堵。根据目标区块页岩气地层特征,基于强化致密封堵基本原理,利用新研制的油基钻井液用膨胀型堵漏剂SD-OS,实验分别优化得到了致密封堵油基钻井液配方。利用400mD渗透砂盘为漏失评价介质,实验优化得到的封堵配方为1.5%SD-OS+1%亲油纳米二氧化钛+1.5%弹性石墨;利用10D高渗透砂盘为漏失评价介质,实验优化得到的封堵配方为1%刚性颗粒+1.5%弹性颗粒+1.5%微细纤维+1%软化颗粒+0.5%高摩阻颗粒+1.5%SD-OS。另外,针对不同开度楔形裂缝实验模块,通过不同类型、粒径及浓度的堵漏剂优选,得到强化致密封堵油基钻井液配方,该配方具有较高的自适应封堵能力,对1~4mm开度裂缝的承压能力均高于6MPa,且封堵过程漏失量较低。