Skifer har en speciel brudporestruktur, de fleste af dem er mikrokapillære porer med små porehals og lav permeabilitet. Det er vanskeligt at danne tæt filterkage på borehulsvæggen, hvilket fører til forøgelse af filtreringstab og let hydrering af sten, hvilket resulterer i, at borehulsvæggen kollapser.
Tilføjelse af nanomaterialer til borevæske kan effektivt forsegle nanoskala porehals for at stabilisere brøndvæggen og beskytte reservoiret.
Størrelsen og koncentrationen af det materiale, der bruges til forsegling, er nøglefaktorerne, som bør sikre ingen indtrængning, og som også kan danne tynde og seje mudderkager.
Konventionelle tilstopningsmidler, såsom bentonit og baryt, deres partikelstørrelser er langt større end den gennemsnitlige porehalsstørrelse på skifer, hvilket kun kan løse problemet med porer i mikronskala. De er vanskelige at forhindre filtreringstabet og akkumuleres normalt på overfladen uden at gå dybt ned i lækagelaget, de opnår hverken tætningseffekten eller danner en kompakt filterkage for at reducere filtreringstabet.
Nanomaterialer har særlige egenskaber med lille størrelse effekt og overfladeeffekt, mindre forbrug, i overensstemmelse med udviklingstendensen for borevæske til lav fast fase eller ingen fast fase, har også fremragende smøreegenskaber og rheologiske egenskaber, hvilket er gavnligt for at forbedre dispersionsydelsen og befugtningsydelse af borevæske. Tætningseffekten er bedre, hvilket danner mudderkagen med en tykkelse på mindre end 1 mm.
(Forskellen på mudderkage før og efter tilsætning af stift nanometertilstopningsmiddel)
Nanomaterialer har ekstrem høj overfladeaktivitet, lette at kombinere med andre atomer, stabile med høj kemisk aktivitet.
Derudover er partiklerne af nanomaterialer generelt 1-100 nanometer med jævn fordeling, som er nemme at trænge ind i skiferens mikrofrakturer, spiller rollen som udfyldning og stabilisering, kan tætne sprækkerne bedre og danne et tæt tætningslag for at forhindre tab af filtrering.
Kerne før tilsætning af tilstopningsmiddel Kerne efter tilsætning af 1 procent tilstopningsmiddel
På grund af deres fysiske blokerende effekt kan nanomaterialer forbedre det rheologiske af borevæsker, forbedre deres termiske stabilitet, mudderkagekompakthed og smøreevne.
Derfor spiller nanomaterialer en vigtig rolle i borevæske, som kan reducere filtreringstab, forbedre smøreydelsen, forbedre formationens bæreevne, stabilisere brøndboringen, beskytte reservoiret.
