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上海腾拔质构仪助力西安石油大学测定抗压强度和凝胶强度
阅读：73 发布时间：2025-7-29在西安石油大学发表的《延迟可控胶固型堵漏工作液体系的研究》的硕士学位论文中，研究人员利用上海腾拔质构仪测定了抗压强度和凝胶强度。
1、惰性桥塞材料的筛选
针对裂缝型漏失的桥塞材料需要满足以下要求[32]：（1）与体系中的化学成分不发生反应，不改变原料化学性能;（2）材料易得、来源广、容易加工;（3）自身有强度，性质稳定，具有抗温性，能够发挥卡喉作用;（4）所用材料环境适应性强。桥塞材料自身化学性质稳定，不参与反应，由于自身材质等物理性能对工作液产生影响，因此选择三种不同的惰性桥塞材料研究其对抗压强度的影响。
①石英砂作为一种刚性和化学性质稳定的硅酸盐矿物，其在工业应用中因其粒度的多样性而广受欢迎。根据具体需求，石英砂可以被细分为不同的粒度范围，如10~20目至200~325 目，以适应不同的工业用途。在堵漏工程中，通过精心选择和混合不同粒度的石英砂，可以在漏失层处形成一个密实的堆积层。这种方法不仅利用了石英砂的物理特性来实现物理封堵，还通过与专用的堵漏液相结合，形成一个高强度的封堵层，有效地阻止了液体的进一步渗透，从而提高了封堵效果的稳定性和持久性。
②云母片是一种广泛使用的片状材料，具有2.7~2.8 g/cm3 的密度，以其化学惰性、无溶解度、无毒性和不参与反应的特性著称。这些特点使得云母片可以与各类工作液混合使用，展现出jijia的兼容性和流动性。通过巧妙地利用云母片的不同尺寸与工作液体系的配合，云母片能有效地对地层中的漏洞进行封堵，从而在钻井和修井作业中发挥关键作用。这种封堵机制不仅依赖于云母片的物理尺寸，还利用其dute的物理和化学属性，为解决复杂的地层漏失问题提供了一种可靠且环保的解决方案。
③重晶石源自天然矿石，经特殊工艺处理后转化为黑褐色细粉，具有高密度特性（4.2 g/cm3），使其成为钻井液中的理想加重剂。适用于密度低于2.3 g/cm3的水基或油基钻井液，广泛应用于堵漏作业，凭借其密度优势，在提高工作液密度、优化钻井效率方面发挥着不可替代的作用。
配方：4%N-PRT+0.5%TH+桥塞材料
由图3-3 可知，随着桥塞材料加量的增加抗压强度降低。加入不同的桥塞材料固化后强度存在明显差异，说明填料的加量以及材质对抗压强度有影响。当石英砂加入量为20%时，由于石英砂的粒度不同、密度较低，导致堵漏工作液的流动度较低，会使在实际应用时对施工造成较大影响；而云母片的抗压强度明显低于石英砂与重晶石，故不适用于目前的堵漏工作液；重晶石的加入抗压强度优于石英砂与云母片，当重晶石的加量在10%-15%时，抗压强度最高且流动度zuiyou。
2、凝胶强度的测定
凝胶强度由质构分析仪探头所承受的阻力表示。通过采用质构分析仪，建立了一种测量凝胶强度的方法，通过质构分析模拟夹持过程，以监测力值的变化。这种方法可以实时测试密封液并生成相应的曲线。质构分析提供了更灵敏的测试，产生更准确的数据，结果受样品状况的影响较小。阻力有效地反映了凝胶强度的大小。
桥塞材料不影响工作液的反应，但是不同种类的桥塞材料会影响堵漏工作液的强度，吸水材质的桥塞材料可能导致强度较低，因此考察不同桥塞材料对感应力的影响。由图3-4 所示，对于加入重晶石固结体所受感应力最大，其次是石英砂，加入云母片固结体所受感应力最小。所以，堵漏工作液中应该加入重晶石作为桥塞材料，形成的固结体感应力高达422 N，强度最大。
参考文献：刘海波. 延迟可控胶固型堵漏工作液体系的研究. 硕士学位论文，2024.