【中石化石油工程技术研究院有限公司、页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室】褚奇团队在《钻井液与完井液》发表论文《钻井液用无荧光柔性封堵剂的制备及性能》。该研究针对传统凝胶封堵剂影响钻井液流变性能、沥青封堵剂荧光效应干扰录井的行业痛点,成功制备出水性聚氨酯乳液封堵剂SMPU-1,其无荧光特性且封堵性能优异,为钻井作业井壁稳定提供了新解决方案。
井壁稳定是钻井作业安全高效推进的关键,硬脆性泥页岩地层因微裂缝发育,成为井壁失稳高发区域。传统刚性封堵剂对复杂地层适应性差,柔性封堵剂中沥青类产品虽性能尚可,但荧光效应限制了在探井中的应用,凝胶类产品则易破坏钻井液流变性能,这些问题长期困扰油气钻井行业。

褚奇团队以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚三亚甲基醚二醇(PO3G)为核心原料,搭配多种扩链剂、催化剂和封端剂,通过精准控制反应条件,制备出球形纳微米级封堵剂SMPU-1。经红外光谱仪、扫描电镜等设备表征,该封堵剂分子结构符合设计预期,高温作用后仍能保持单分散状态,且具备独特的软化变形特性。
性能测试显示,SMPU-1在140℃内使用效果最佳,最佳添加浓度为4%。在该条件下,钻井液常温中压滤失量仅6.2 mL,高温高压滤失量为16 mL,滤失造壁性能良好,同时对钻井液流变性能影响极小。其核心优势在于,高温环境下可软化变形,在压差作用下挤入岩石微孔缝形成致密封堵层,有效减缓井筒压力向地层扩散,延长井壁坍塌周期。
该封堵剂从源头上消除了荧光干扰,适配探井等特殊场景需求,同时兼顾封堵效果与钻井液体系稳定性,为复杂地层钻井作业提供了性能更优的技术选择,对提升油气勘探开发效率、降低作业风险具有重要实践意义。