上海騰拔質構儀助力西安石油大學測定抗壓強度和凝膠強度

在西安石油大學發表的《延遲可控膠固型堵漏工作液體系的研究》的碩士學位論文中，研究人員利用上海騰拔質構儀測定了抗壓強度和凝膠強度。

1、惰性橋塞材料的篩選

針對裂縫型漏失的橋塞材料需要滿足以下要求[32]：（1）與體系中的化學成分不發生反應，不改變原料化學性能;（2）材料易得、來源廣、容易加工;（3）自身有強度，性質穩定，具有抗溫性，能夠發揮卡喉作用;（4）所用材料環境適應性強。橋塞材料自身化學性質穩定，不參與反應，由于自身材質等物理性能對工作液產生影響，因此選擇三種不同的惰性橋塞材料研究其對抗壓強度的影響。

①石英砂作為一種剛性和化學性質穩定的硅酸鹽礦物，其在工業應用中因其粒度的多樣性而廣受歡迎。根據具體需求，石英砂可以被細分為不同的粒度范圍，如10~20目至200~325 目，以適應不同的工業用途。在堵漏工程中，通過精心選擇和混合不同粒度的石英砂，可以在漏失層處形成一個密實的堆積層。這種方法不僅利用了石英砂的物理特性來實現物理封堵，還通過與專用的堵漏液相結合，形成一個高強度的封堵層，有效地阻止了液體的進一步滲透，從而提高了封堵效果的穩定性和持久性。

②云母片是一種廣泛使用的片狀材料，具有2.7~2.8 g/cm3 的密度，以其化學惰性、無溶解度、無毒性和不參與反應的特性著稱。這些特點使得云母片可以與各類工作液混合使用，展現出jijia的兼容性和流動性。通過巧妙地利用云母片的不同尺寸與工作液體系的配合，云母片能有效地對地層中的漏洞進行封堵，從而在鉆井和修井作業中發揮關鍵作用。這種封堵機制不僅依賴于云母片的物理尺寸，還利用其dute的物理和化學屬性，為解決復雜的地層漏失問題提供了一種可靠且環保的解決方案。

③重晶石源自天然礦石，經特殊工藝處理后轉化為黑褐色細粉，具有高密度特性（4.2 g/cm3），使其成為鉆井液中的理想加重劑。適用于密度低于2.3 g/cm3的水基或油基鉆井液，廣泛應用于堵漏作業，憑借其密度優勢，在提高工作液密度、優化鉆井效率方面發揮著不可替代的作用。

配方：4%N-PRT+0.5%TH+橋塞材料

由圖3-3 可知，隨著橋塞材料加量的增加抗壓強度降低。加入不同的橋塞材料固化后強度存在明顯差異，說明填料的加量以及材質對抗壓強度有影響。當石英砂加入量為20%時，由于石英砂的粒度不同、密度較低，導致堵漏工作液的流動度較低，會使在實際應用時對施工造成較大影響；而云母片的抗壓強度明顯低于石英砂與重晶石，故不適用于目前的堵漏工作液；重晶石的加入抗壓強度優于石英砂與云母片，當重晶石的加量在10%-15%時，抗壓強度最高且流動度zuiyou。

2、凝膠強度的測定

凝膠強度由質構分析儀探頭所承受的阻力表示。通過采用質構分析儀，建立了一種測量凝膠強度的方法，通過質構分析模擬夾持過程，以監測力值的變化。這種方法可以實時測試密封液并生成相應的曲線。質構分析提供了更靈敏的測試，產生更準確的數據，結果受樣品狀況的影響較小。阻力有效地反映了凝膠強度的大小。

橋塞材料不影響工作液的反應，但是不同種類的橋塞材料會影響堵漏工作液的強度，吸水材質的橋塞材料可能導致強度較低，因此考察不同橋塞材料對感應力的影響。由圖3-4 所示，對于加入重晶石固結體所受感應力最大，其次是石英砂，加入云母片固結體所受感應力最小。所以，堵漏工作液中應該加入重晶石作為橋塞材料，形成的固結體感應力高達422 N，強度最大。

參考文獻：劉海波. 延遲可控膠固型堵漏工作液體系的研究. 碩士學位論文，2024.