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在油气井生产过程中,由于地层压力是呈现一个递减的趋势,经常会导致油井不能正常生产,无法产油的状况,那就需要及时对油井进行处理维护,在修井过程中,为了防止地层压力过高导致地层中流体流入井筒,需要向井筒内部加入的压井液,为了防止压井液中的固相颗粒封堵地层孔隙,对地层造成损害,降低其生产能力,需要单向封堵技术实现解堵。纳米CaCO3封堵地层后,由于具有纳米尺寸所具有的特殊的效应:小尺寸效应、表面与界面效应和量子尺寸效应,比常规材料显现出很大的优势。但是,纳米CaCO3微粒表面具有极高的表面能,易引起分散体系热力学不稳定,形成团聚而沉淀。因此,纳米颗粒在溶液中的分散状态决定能否发挥其特殊的性能,。随着纳米技术的进一步发展,其中最常用的方法是在纳米CaCO3表面进行改性,通过加入新的基团实现稳定的分散。本文通过硅烷偶联剂APTES和丁二酸酐对纳米CaCO3进行两次改性。采用红外光谱、元素实验分析、热重等表征方法进行表征。甲基亚甲基吸收峰和羧基化特征峰证明纳米碳酸钙二次改性成功;元素分析实验显示改性后的CaCO3含氮量达到2%以上,证明改性成功;热重实验的二次改性样总失重为29.88%,也可证明羟基化和羧基化改性成功。通过合成实验,研制出单向封堵剂。对增粘剂、降滤失剂、抑制剂和润滑剂的优选,确定了压井液体系配方,通过砂床实验和高温高压滤失实验确定了改性纳米碳酸钙加量。压井液体系的最终配方为:0.5%DSP-2+0.4%FA-367+3%SP NH+1%HX-D+1%SD505+2%单向封堵剂+1.5%改性纳米CaCO3。对压井液进行封堵性能评价,高温高压失水泥饼滤失量降低19.5%,高温高压玻璃纤维空滤膜30min滤失量降低22.8%,人造泥饼模拟泥页岩的渗透率降低78.7%。通过对抑制性、抗高温性能、抗污染性能和储层保护性能进行评价,该体系具有较好的抑制性能,抗温达150℃,能分别抗6%NaCl、1.5%CaCl2和1.5%MgCl2污染。封堵与解堵性能进行评价,结果显示单向封堵剂对不同裂缝宽度的岩心封堵率都超过了99%。同时,岩样渗透率的恢复率大于95%。储层保护性能较好。