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申请/专利权人：东北石油大学

摘要：本发明涉及的是一种提高煤岩‑水泥界面亲和力的方法，它包括：一、制备煤岩‑水泥界面亲和剂，煤岩‑水泥界面亲和剂由无机矿物基料改性产物的一种或者几种混合组成，任意一种无机矿物基料改性产物具有两亲结构，包含亲水性Si‑O、Ca‑O和亲油性的C‑H；二、确定煤岩‑水泥界面亲和剂在现场钻井液中的添加量；三、钻井钻至煤岩层前50‑100m，将煤岩‑水泥界面亲和剂按照确定的加量通过加料漏斗加入到现场钻井液中，在泥浆池中充分混和后，随钻井下循环至钻井结束，后续冲洗液冲洗井筒后，注水泥浆固井。本发明解决了煤岩‑水泥界面胶结强度低、封隔质量差的问题，以及光滑裸露的煤岩表面和残存钻井液的煤岩表面与水泥浆的胶结问题。

主权项：1.一种提高煤岩-水泥界面亲和力的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、制备煤岩-水泥界面亲和剂，煤岩-水泥界面亲和剂由无机矿物基料改性产物的一种或者几种混合组成，任意一种无机矿物基料改性产物制备方法如下：将无机矿物基料与适量的无水乙醇混合在一起，接着将混合物倒入三口烧瓶中，置于恒温水槽内，加热至50℃-100℃，按照无机矿物基料的质量百分比1%-5%添加改性剂进行反应，反应20-50分钟后，提纯烘干，得到无机矿物基料改性产物，无机矿物基料选自硅灰石细粉；无机矿物基料改性产物从分子结构上具有两亲结构，包含亲水性Si-O、Ca-O和亲油性的C-H；步骤二、确定煤岩-水泥界面亲和剂在现场钻井液中的添加量：从现场取一定质量的钻井液，并均分成多份，将煤岩-水泥界面亲和剂以不同的添加量分别加入到相应的钻井液中，搅拌均匀，得到多份A混合液；向每份A混合液中放入煤岩岩心，在井深温度下静态浸泡一定时间后取出煤岩岩心，此时煤岩岩心表面包括裂缝处附着有钻井液，将附着钻井液的煤岩岩心竖直置于圆柱形模具中心，在环形空间灌注水泥浆，模拟井下煤岩-水泥的二界面胶结；室温下固化，然后置于井深温度下恒温养护，养护完成后，测试煤岩岩心柱从水泥环中被压出的最大力，该被压出的最大力除以煤岩岩心与水泥胶结面积，即得到煤岩-水泥界面胶结强度，与空白样进行对比，界面胶结强度增大倍数最大时所对应的添加量，即为煤岩-水泥界面亲和剂在现场钻井液中的适宜添加量；步骤三、钻井钻至煤岩层前50-100m，将煤岩-水泥界面亲和剂按照步骤二确定的添加量通过加料漏斗加入到现场钻井液中，在泥浆池中充分混和后，随钻井下循环至钻井结束，当其加入到钻井液后，亲油性的一端自动吸附到亲油性的煤岩表面，而亲水性的一侧伸展在钻井液中，实现了亲油性煤岩表面的润湿改性，提高煤岩表面的亲水性；后续冲洗液冲洗井筒后，注水泥浆固井，固井过程中，煤岩-水泥界面亲和剂分子中未被改性的-Si-O-在水泥滤液中-OH作用下断开活化，生成具有胶结作用的水化硅酸盐及其凝胶类物质，这些水化硅酸盐及其凝胶类物质填充在煤岩-水泥界面处，起到粘结的作用，提高了煤岩裂缝处固相颗粒堆积带的强度和致密性，增强了固相颗粒堆积带与水泥石之间的结合力。

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