特种高温热响应膨润土制备及其在高温钻井环境中的应用播

膨润土作为钻井泥浆的主要原料广泛应用于油气开采中，主要起到造浆、悬岩、保护井壁等作用。但随着全球常规储层的开发殆尽，钻井逐渐钻向地层深部，钻遇温度愈来愈高。常规膨润土不适应于高温地层条件，导致高温下钻井泥浆性能劣化，泥浆漏失严重，侵蚀地层。严重者还将引发卡钻、井眼坍塌、储层垮塌等严重的工程事故，增加钻井的成本与风险，影响周边人民的生活。因而，有必要系统开发膨润土结构并研发适用于高温地层环境条件的膨润土，从本质上改善泥浆性能，保障页岩油气钻采的安全性。 针对上述挑战，本次报告对无机膨润土晶体结构特征进行分子靶向修饰，构建适用于高温地层的膨润土杂化结构，以实现高温下泥浆性能的自修复；利用亚金属离子诱发膨润土活性表面与热响应分子自由基产生可控聚合，构建高温不可逆的强疏水性分子刷，实现高温地层环境下稳定成膜护壁；结合川南区块的地质情况，进行产品应用试验与评估，根据试验反馈结果，进一步完成产品优化与升级。研究成果将进一步促进膨润土矿物加工的深度与应用范围，利于提高钻井泥浆的抗温性，保障深层高温地层能源的安全开采，具有重要的工程和市场价值。

膨润土在钻井中的主要作用

（5）增大切力：膨润土可以显著增加钻井泥浆的粘度值和切力值. （6）稳定：膨润土泥浆在井壁周围形成薄薄的泥饼，它可以减少钻井泥浆内的水分向井壁渗透，形成隔水层、防渗墙，防止钻井时产生井眼扩大的现象，从而对井壁的稳定起到一个很好的保护作用。 （7）清洁：高粘度的膨润土泥浆随着钻杆中的孔道打入井底，可以将井底中的岩屑带离井外，让井底长时间保持清洁。 （8）减压：膨润土的润滑性强可以有效减少钻进阻力。 （9）治塌：由于各种原因不能立即进行完钻，井壁由于地下水的长时间浸泡容易塌陷，这时候可以向井内注入高粘度的膨润土泥浆进行抑制防止井壁垮塌。 （10）封闭浆：在进行钻井完工后，在易塌井地段一般需用膨润土配封闭浆。 （11）平衡地表压力：膨润土泥浆可以平衡地层压力，防止井内发生涌水和透水事故。 （12）配置油田钻井液：在油田上膨润土具有较好的流变性和携带性，所以它能配置高性能油田钻井液，油包水泥浆和抗高温解卡剂，有效提高油田钻井速度和减少钻井施工的发生。