田进，何淼，王晓亮

(1.长江大学 石油工程学院，湖北 武汉 430100；2.长江大学 非常规油气湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430100)

纳米技术是一种应用范围广、应用前景大的综合型科学技术，其中纳米材料是纳米技术的研究基础。纳米粒子颗粒直径一般在0.1～100 nm间，比常规胶体颗粒小两个数量级，近年来已经在生物医学、精细化工、电子工程、航空航天、国防科技等行业中取得了突破性的进展与应用[1-5]。石油大都储藏在地底深处多孔岩石中，当纳米材料运输到目标地层后，纳米材料的微观形状和几何尺寸不受温度、压力等因素影响，能够在纳米级岩石孔隙中自由流动，从而推动油气开采。基于纳米材料的独特性能，纳米材料应用于钻完井工程也取得了一定成效。石油作为我国的一大重要储备能源，关系到各行各业的发展，因此进一步加强纳米材料在钻完井工程中的研究与发展显得很有必要。

1 纳米粒子在钻井作业中的应用

1.1 纳米钻井液

在页岩地层钻井时，由于页岩孔隙中的盐水离子浓度远高于钻井液水的离子浓度，因此产生了较大的渗透压，导致钻井液中的水份被吸入页岩孔隙中[6-8]。页岩水化膨胀，导致井眼完整性被破坏，需要一系列额外的添加剂抑制页岩水化膨胀，因此页岩钻井液成本普遍偏高。

常规降失水材料对微米级孔隙的岩石有效，但对纳米级孔隙的页岩无效。为了防止水侵入页岩，Sensoy等[9]向钻井液中添加纳米二氧化硅颗粒，成功证明了纳米颗粒能够阻止页岩水化。……