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油气井用微膨自愈合封堵剂MSPT技术

MSPT堵剂是多种多功能材料精细加工、颗粒级配复配而成的产品，主要由

亚纳米活性填充剂、界面强度增韧剂、界面强度增强剂、水硬性胶结固化剂、网

架结构形成剂、施工性能调节剂及其他辅剂组成。该堵剂能在油水井套损漏失位

置有效驻留，并形成强度高、韧性好和有效期长的固化体，具有抗窜、抗温

（20-200℃）、抗盐（矿化度≥200000mg/L）、抗压（≥35MPa）等特点，施工一

次成功率达到94%，措施井有效率达到100%，显示出良好的应用前景。

1MSPT堵剂封堵机理

（1）耦合式网状结构

MSPT堵剂中各种组分，协同增效，发生复杂的化学反应，在一定压差作用

下，能够在地层孔隙环境中，组分中的惰性材料、活性材料以及化学反应生成物，

互相耦合、交织、穿插，形成一个复杂的三维网络结构，迅速改变流体流型，致

使流体形态发生变化，能有效地驻留在封堵层。

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（）膨胀作用

水化反应的产物有CAH、CAH、CPH和CPH等多种水化铝酸盐、

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水化磷酸盐，这些水化产物大多数呈六角片状，在一定时间内，它转变成稳定状

态的CAH、CPH(立方晶体)，这就占据较大的晶格空间，产生晶格膨胀。

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（）自愈合作用

这些堵剂固化体胶结界面能够持续生成许多耐冲蚀的水化产物（CSH凝胶），

消除了界面的有害过渡带，使界面具有很强的抗高压流体冲蚀的能力，这就是堵

剂界面自愈合作用，这种作用从根本上提高了封堵质量，提高了界面胶结强度，

延长了界面强度的持续性。延长封堵有效期，封堵效果得以持续。

2性能试验

（1）MSPT堵剂抗温性

MSPT堵浆的抗温性，受到配套的缓凝剂抗温性的限制，目前最高达到200℃

左右，完全满足25-90℃的指标要求；且MSPT堵剂随温度的增加封堵强度变强，

温度越高封堵效果越高。

（2）MSPT堵剂三轴应力分析

序号类别泊松比弹性模量测试条件

MPa%

1水泥浆0.1046170.4/围压20MPa

2堵浆0.2024992.3-19温度95℃

堵浆具有较高的泊松比和较低的弹性模量值，在受力或高温情况下，能够有

效防止基体内部产生过大的内应力而发生脆断现象，满足现代固井技术的要求。

中石油固井水泥浆标准要求弹性模量小于5500，为合格水泥浆体系。

3MSPT

（）堵剂流变性、膨胀性、抗盐性

水灰比表观粘度塑性粘度动切力/Pa初切力/Pa终切力/Pa

/mPa•s/mPa•s

0.90915.515.00.52.55.0

0.83327.525.02.52.85.5

0.76954.043.011.03.06.0

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（）相关实验设备

3理化及性能指标

（1）理化指标

项目指标

水分，%≤10