阅读说明：本技术 一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂及其封堵方法和应用 (Plugging agent capable of enhancing drilling fluid plugging performance and plugging method and application thereof ) 是由 王京光 *** 赵海锋 丁磊 寄晓宁 郭康 *** 赵雷 王勇强 张长庚 贾俊 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂及其封堵方法和应用,包括以下步骤：步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂,其中一种封堵剂为惰性颗粒,另一种封堵剂为可变形聚合物；步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中,其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％,其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中,钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵,形成外封堵层。(The invention discloses a plugging agent capable of enhancing the plugging performance of drilling fluid, and a plugging method and application thereof, wherein the plugging agent comprises the following steps: step 1) selecting two different types of plugging agents according to the condition of a well drilling stratum fracture, wherein one of the plugging agents is inert particles, and the other plugging agent is a deformable polymer; step 2) adding two different types of plugging agents into the drilling fluid, wherein the addition amount of the inert particles is 2.0-4.0% of the drilling fluid, and the addition amount of the deformable polymer is 1.0-3.0% of the drilling fluid; step 3) pumping the drilling fluid added with two different types of plugging agents into a human drilling well, wherein inert particles in the drilling fluid can rapidly enter a stratum fracture bridge to form an inner plugging layer; the deformable polymer is subjected to micro-crosslinking deformable plugging on the basis of an inner plugging layer formed by inert particles to form an outer plugging layer.)

一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂及其封堵方法和应用

技术领域

本发明属于增强钻井液性能技术领域，具体涉及一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂及其封堵方法和应用，可应用在水基钻井液亦可应用在油基钻井液中，适用于页岩气水平井、页岩油水平井或碳质泥岩水平井对钻井液的封堵防塌性能具有较高要求的钻井施工。

背景技术

随着国内外对以页岩气为标志的非常规气藏的大规模开发的进行，油基钻井液的应用越来越广泛。与传统的水基钻井液相比，油基钻井液因其良好的抑制性能、润滑性能、流变性能在页岩气钻探中得以广泛应用。

但油基钻井液普遍存在污染重，油基钻屑处理困难，油基钻井液使用成本高的问题。与油基钻井液相比，水基钻井液具有污染小、成本低等优点。页岩气水平井可以采用油基钻井液和合成基钻井液，也可以采用强抑制性水基钻井液，要求其关键是确保井壁稳定、润滑、防卡和井眼清洁。

与油基钻井液相比，水基钻井液的防塌性能较弱。应用在页岩气水平井，必须大幅度增强水基钻井液防塌性能。对于水基钻井液，保证井壁稳定性的关键是提供良好封堵能力。要求钻井液能够封堵住泥页岩矿物颗粒间微孔隙，防止滤液渗入导致次生微裂缝的产生，同时保持尽可能低的滤失量。我国页岩孔隙多为纳米级别，以往常规的封堵剂粒径较大，远远大于页岩孔径，难以封堵微孔隙、微裂缝，导致滤液进入地层，造成井壁失稳，同时缺乏纳微米封堵评价方法。页岩微裂缝发育，滤液沿微裂缝侵入导致井壁失稳，页岩微裂缝尺寸:nm-μm级，现有的滤失介质基本都在μm级以上，如PPA砂盘(最小3μm)，HTHP滤纸(20μm)。

以往在页岩气水平井施工过程中出现井壁失稳的问题，通常首先采用提高钻井液密度的方法。较高密度的钻井液流体更容易侵入地层微孔隙、微裂缝，加入地层次生微裂缝的生成，导致井壁剥落坍塌失稳。钻井液封堵能力不足时，容易出现“井壁失稳→提高密度→短暂稳定→加剧滤液侵入→坍塌恶化”的恶性循环，现场密度越提越高、井壁稳定性越来越差，井壁掉块、卡钻难题较为突出。

现有方法中有添加多种封堵剂都是依靠封堵剂的不同粒径混合在一起封堵，只关注封堵剂粒径，依靠封堵物质的堆积，对于形成的封堵层缺乏研究，没有研究形成的封堵层的层次，依据以往理论指导现场封堵，封堵效果欠佳。

因此亟需研究一种纳微米微裂缝防塌评价方法，并依据该方法研制一种封堵效果好、尤其是对孔隙、微裂缝均具有优异的封堵剂，对页岩、碳质泥岩等易坍塌地层具有良好的防塌效果的水基钻井液用封堵剂配方，能够显著增强水基钻井液的封堵性能，满足页岩气水平井、碳质泥岩水平井以及钻遇其它易塌地层的水平井的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂及其封堵方法和应用，克服了现有技术中1：现有封堵剂尺寸较大，我国页岩孔隙多为纳米级别，以往常规的封堵剂粒径较大，远远大于页岩孔径，难以封堵微孔隙、微裂缝，导致滤液进入地层，造成井壁失稳；2：采用提高钻井液密度的方法，较高密度的钻井液流体更容易侵入地层微孔隙、微裂缝，加入地层次生微裂缝的生成，导致井壁剥落坍塌；3：现有方法中有添加多种封堵剂都是依靠封堵剂的不同粒径混合在一起封堵，只关注封堵剂粒径，依靠封堵物质的堆积，对于形成的封堵层缺乏研究，没有研究形成的封堵层的层次，依据以往理论指导现场封堵，封堵效果欠佳等问题。

为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种可增强钻井液封堵性能的封堵方法，包括以下步骤：

步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物；

步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中，其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；

步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层。

优选的，所述步骤1)中地层裂缝情况包括纳米级微裂缝、纳微米级微裂缝、1～100um微米级微裂缝、100～500um微裂缝或微孔隙、500～1000um微裂缝、中上部地层微裂缝。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314或纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为100～500um微裂缝或微孔隙时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为500～1000um微裂缝时，选用的惰性颗粒为800目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为中上部地层微裂缝时，选用的惰性颗粒为400目或600目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332。

优选的，所述惰性颗粒的粒径为相应地层裂缝的1/3倍，其中可变形聚合物的粒径大于相应地层裂缝的2/3倍，当可变形聚合物交联后其粒径为相应地层裂缝的3倍以上。

优选的，所述步骤1)两种不同类型的封堵剂用于钻井液的瞬时滤失量计算方法为：

V₀＝4V_7.5-2V₃₀

式中：

V₀—高温高压瞬时滤失量，mL；

V_7.5—7.5min的高温高压滤失量，mL；

V₃₀—30min的高温高压滤失量，mL。

优选的，所述步骤1)两种不同类型的封堵剂用于钻井液的瞬时滤失量降低率计算方法为：

式中：

R—瞬时滤失量降低率，％；

V₁—添加两种不同类型的封堵剂的钻井液的高温高压瞬时滤失量，mL；

V₀—钻井液的高温高压瞬时滤失量，mL。

优选的，一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂，包括如上任一项所述的两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物，所述惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％。

优选的，一种如上所述的可增强钻井液封堵性能的封堵剂的应用，所述可增强钻井液封堵性能的封堵剂可用于水基钻井液，也可用于油基钻井液，适用于页岩气水平井、页岩油水平井或碳质泥岩水平井对钻井液的封堵防塌性能具有较高要求的钻井施工。

相对于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明通过选用不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层，迅速减少滤液对岩层侵入，可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层，增强封堵强度，强化封堵效果；通过惰性颗粒和可变形聚合物起作用的时间差可以实现两个不同的封堵层，惰性颗粒依靠堆积效应形成内封堵层，封堵起效快，主要是物理作用，可变形聚合物通过交联形成外封堵层，时间稍长，但是封堵强度高，主要是化学作用；本发明显著提升了钻井液的封堵性能，尤其是对微裂缝、微孔隙的封堵性能，降低了封堵层的渗透率，从而提高钻井液的防塌性能，解决了目前页岩气勘探开发遇到的微裂缝发育的页岩气水平井的井壁失稳难题，满足页岩气水平井安全快速钻进的需要；

(2)本发明操作简单、见效快、不需要调整钻井液体系配方，仅仅需要根据所钻井地层裂缝情况选择合适的惰性颗粒和可变形聚合物，在原有的钻井液体系基础上直接加入定量的封堵剂，本发明封堵效果好，尤其是对微孔隙、微裂缝均具有优异的封堵性能，能够显著增强水基钻井液的封堵性能，满足页岩气水平井、碳质泥岩水平井以及钻遇其它易塌地层的水平井的要求；

(3)本发明不需要显著增加油基钻井液的密度，减少了井漏的发生几率，避免出现“井壁失稳→提高密度→短暂稳定→加剧滤液侵入→坍塌恶化”的恶性循环，本发明对钻井液的适应性强，范围广，适用于水基钻井液，亦可用于油基钻井液。

附图说明

图1、本发明实施例6试样浆与基浆的封堵性能对比图；

图2、本发明实施例7试样浆与基浆的封堵性能对比图；

图3、本发明实施例8试样浆与基浆的封堵性能对比图；

图4、本发明实施例9试样浆与基浆的封堵性能对比图：

图5、本发明内封堵层的形成过程图；

图6、本发明外封堵层的形成过程图。

附图标记说明：

1-内封堵层，2-外封堵层，3-地层裂缝。

具体实施方式

下面结合实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本发明公开了一种可增强钻井液封堵性能的封堵方法，包括以下步骤：

步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物；

步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中，其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；

步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层。

实施例2

本发明公开了一种可增强钻井液封堵性能的封堵方法，包括以下步骤：

步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物；

步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中，其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；

步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层。

优选的，所述步骤1)中地层裂缝情况包括纳米级微裂缝、纳微米级微裂缝、1～100um微米级微裂缝、100～500um微裂缝或微孔隙、500～1000um微裂缝、中上部地层微裂缝。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314或纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为100～500um微裂缝或微孔隙时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为500～1000um微裂缝时，选用的惰性颗粒为800目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为中上部地层微裂缝时，选用的惰性颗粒为400目或600目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325。

实施例3

本发明公开了一种可增强钻井液封堵性能的封堵方法，包括以下步骤：

步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物；

步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中，其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；

步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层。

优选的，所述步骤1)中地层裂缝情况包括纳米级微裂缝、纳微米级微裂缝、1～100um微米级微裂缝、100～500um微裂缝或微孔隙、500～1000um微裂缝、中上部地层微裂缝。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314或纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为100～500um微裂缝或微孔隙时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为500～1000um微裂缝时，选用的惰性颗粒为800目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为中上部地层微裂缝时，选用的惰性颗粒为400目或600目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332。

实施例4

本发明公开了一种可增强钻井液封堵性能的封堵方法，包括以下步骤：

步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物；

步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中，其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；

步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层。

优选的，所述步骤1)中地层裂缝情况包括纳米级微裂缝、纳微米级微裂缝、1～100um微米级微裂缝、100～500um微裂缝或微孔隙、500～1000um微裂缝、中上部地层微裂缝。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314或纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为100～500um微裂缝或微孔隙时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为500～1000um微裂缝时，选用的惰性颗粒为800目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为中上部地层微裂缝时，选用的惰性颗粒为400目或600目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332。

优选的，所述惰性颗粒的粒径为相应地层裂缝的1/3倍，其中可变形聚合物的粒径大于相应地层裂缝的2/3倍，当可变形聚合物交联后其粒径为相应地层裂缝的3倍以上。

优选的，所述步骤1)两种不同类型的封堵剂用于钻井液的瞬时滤失量计算方法为：

V₀＝4V_7.5-2V₃₀

式中：

V₀—高温高压瞬时滤失量，mL；

V_7.5—7.5min的高温高压滤失量，mL；

V₃₀—30min的高温高压滤失量，mL。

优选的，所述步骤1)两种不同类型的封堵剂用于钻井液的瞬时滤失量降低率计算方法为：

式中：

R—瞬时滤失量降低率，％；

V₁—添加两种不同类型的封堵剂的钻井液的高温高压瞬时滤失量，mL；

V₀—钻井液的高温高压瞬时滤失量，mL。

实施例5

本发明公开了一种可增强钻井液封堵性能的封堵方法，包括以下步骤：

步骤1)针对钻井地层裂缝情况选择两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物；

步骤2)将两种不同类型的封堵剂添加到钻井液中，其中惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％；

步骤3)将添加了两种不同类型封堵剂的钻井液泵人钻井中，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层；所述可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层。

优选的，所述步骤1)中地层裂缝情况包括纳米级微裂缝、纳微米级微裂缝、1～100um微米级微裂缝、100～500um微裂缝或微孔隙、500～1000um微裂缝、中上部地层微裂缝。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314或纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308或微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为100～500um微裂缝或微孔隙时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为500～1000um微裂缝时，选用的惰性颗粒为800目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325；当钻井地层为中上部地层微裂缝时，选用的惰性颗粒为400目或600目石灰石粉，选用的可变形聚合物为乳化石蜡G325。

优选的，当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为纳米级微裂缝或纳微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为纳米惰性颗粒G314-2，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为水基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G308；当钻井地层为1～100um微米级微裂缝，钻井液为油基钻井液时，选用的惰性颗粒为2500目超细碳酸钙，选用的可变形聚合物为微交联纳米聚合物封堵剂G332。

优选的，所述惰性颗粒的粒径为相应地层裂缝的1/3倍，其中可变形聚合物的粒径大于相应地层裂缝的2/3倍，当可变形聚合物交联后其粒径为相应地层裂缝的3倍以上。

优选的，所述步骤1)两种不同类型的封堵剂用于钻井液的瞬时滤失量计算方法为：

V₀＝4V_7.5-2V₃₀

式中：

V₀—高温高压瞬时滤失量，mL；

V_7.5—7.5min的高温高压滤失量，mL；

V₃₀—30min的高温高压滤失量，mL。

优选的，所述步骤1)两种不同类型的封堵剂用于钻井液的瞬时滤失量降低率计算方法为：

式中：

R—瞬时滤失量降低率，％；

V₁—添加两种不同类型的封堵剂的钻井液的高温高压瞬时滤失量，mL；

V₀—钻井液的高温高压瞬时滤失量，mL。

优选的，一种可增强钻井液封堵性能的封堵剂，包括如上任一项所述的两种不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物，所述惰性颗粒的添加量为钻井液的2.0％～4.0％，其中可变形聚合物的添加量为钻井液的1.0％～3.0％。

优选的，一种如上所述的可增强钻井液封堵性能的封堵剂的应用，所述可增强钻井液封堵性能的封堵剂可用于水基钻井液，也可用于油基钻井液，适用于页岩气水平井、页岩油水平井或碳质泥岩水平井对钻井液的封堵防塌性能具有较高要求的钻井施工。

实施例6

地层裂缝情况为纳米级微裂缝，选用亲水的纳米惰性颗粒G314作为内封堵层材料，选用亲水的微交联纳米聚合物封堵剂G308作为外封堵层材料。

将上述两种水基钻井液用封堵剂加入氯化钾钻井液中，进行如下性能测试：

氯化钾钻井液与加入两种封堵剂后的氯化钾钻井液封堵性能对比测试

氯化钾钻井液(以下简称基浆)由以下质量百分比的原材料制备而成：10.0％氯化钾+0.3％氢氧化钠+1.0％降滤失剂聚阴离子纤维素低粘+0.3％增粘剂聚阴离子纤维素高粘+0.3％提切剂黄原胶+10％重晶石，余量为水。

采用两种封堵剂G308、G314对氯化钾钻井液的封堵性能进行强化，强化后的钻井液(以下简称试样浆)由以下质量百分比的原材料制备而成：10.0％氯化钾+0.3％氢氧化钠+1.0％降滤失剂聚阴离子纤维素低粘+0.3％增粘剂聚阴离子纤维素高粘+0.3％提切剂黄原胶+3.0％纳米惰性颗粒G314+2.0％纳米聚合物封堵剂G308+10％重晶石，余量为水。

使用OFITE渗透性封堵仪测试加入封堵剂前后水基钻井液的瞬时滤失量，考察不同时间段的高温高压滤失量，以此分析对比加入封堵剂前后钻井液的封堵性能，陶瓷滤失片的规格为35微米。

试验结果如图1所示，基浆在35微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最大，加入纳米惰性颗粒G314和微交联纳米聚合物封堵剂G308的试样浆在35微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最小，加入纳米惰性颗粒G314的试样浆在35微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量在初始阶段明显小于加入微交联纳米聚合物封堵剂G308的试样浆。加入纳米惰性颗粒G314的试样浆在初始阶段高温高压滤失量较小，表明纳米惰性颗粒快速形成泥饼，实现瞬时封堵，30min时加入微交联纳米聚合物封堵剂G308的钻井液样品的高温高压滤失量最低，表明纳米聚合物虽然形成的封堵层的时间较长，是因为微交联需要一定的时间，但形成的封堵层更为致密。

实施例7

地层裂缝情况为1～100um微米级微裂缝，选用亲水的2500目超细碳酸钙作为内封堵层材料，选用亲水的微交联纳米聚合物封堵剂G308作为外封堵层材料。

将上述两种水基钻井液用封堵剂加入氯化钾钻井液中，进行如下性能测试：

氯化钾钻井液(以下简称基浆)由以下质量百分比的原材料制备而成：10.0％氯化钾+0.3％氢氧化钠+1.0％降滤失剂聚阴离子纤维素低粘+0.3％增粘剂聚阴离子纤维素高粘+0.3％提切剂黄原胶+10％重晶石，余量为水。

采用两种封堵剂G308、2500目超细碳酸钙对氯化钾钻井液的封堵性能进行强化，强化后的钻井液(以下简称试样浆)由以下质量百分比的原材料制备而成：10.0％氯化钾+0.3％氢氧化钠+1.0％降滤失剂聚阴离子纤维素低粘+0.3％增粘剂聚阴离子纤维素高粘+0.3％提切剂黄原胶+2.0％2500目超细碳酸钙+1.0％纳米聚合物封堵剂G308+10％重晶石，余量为水。

使用OFITE渗透性封堵仪测试加入封堵剂前后水基钻井液的瞬时滤失量，考察不同时间段的高温高压滤失量，以此分析对比加入封堵剂前后钻井液的封堵性能，陶瓷滤失片的规格为90微米。

试验结果如图2所示，基浆在90微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最大，加入超细碳酸钙和纳米聚合物的G308的试样浆在90微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最小，加入超细碳酸钙的试样浆在90微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量在初始阶段明显小于加入纳米聚合物的G308的试样浆，加入超细碳酸钙的试样浆在初始阶段高温高压滤失量较小，表明惰性颗粒快速形成泥饼，实现瞬时封堵，30min时加入纳米聚合物的钻井液样品的高温高压滤失量最低，表明纳米聚合物虽然形成的封堵层的时间较长，但在惰性颗粒堆积层上形成的封堵层更为致密。

实施例8

地层裂缝情况为纳米级微裂缝，选用亲油的纳米惰性颗粒G314-2作为内封堵层材料，选用亲油的微交联纳米聚合物封堵剂G332作为外封堵层材料。

将上述两种油基钻井液用封堵剂加入白油基钻井液中，进行如下性能测试：

油基钻井液(以下简称基浆)配方如下：基础油为3#工业白油，以所述基础油重量计的3.0％乳化剂+2.0％氢氧化钙+1.0％有机土+15％氯化钙盐水(浓度为20％)+2.0％降滤失剂+0.5％增粘剂+1.0％提切剂+1.0％润湿剂+20％重晶石。

采用两种封堵剂G332、G314-2对油基钻井液的封堵性能进行强化，强化后的钻井液(以下简称试样浆)配方如下：基础油为3#工业白油，以所述基础油重量计的3.0％乳化剂+2.0％氢氧化钙+1.0％有机土+15％氯化钙盐水(浓度为20％)+2.0％降滤失剂+0.5％增粘剂+1.0％提切剂+4.0％油基纳米封堵剂G314-2+3.0％油基微纳米封堵剂G332+1.0％润湿剂+20％重晶石。

使用OFITE渗透性封堵仪测试加入封堵剂前后水基钻井液的瞬时滤失量，考察不同时间段的高温高压滤失量，以此分析对比加入封堵剂前后钻井液的封堵性能，陶瓷滤失片的规格为35微米级。

试验结果如图3所示，基浆在90微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最大，加入惰性颗粒的G314-2和纳米聚合物的G332的试样浆在90微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最小，加入惰性颗粒的G314-2的试样浆在90微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量在初始阶段明显小于加入纳米聚合物的G332的试样浆，加入惰性颗粒的G314-2的试样浆在初始阶段高温高压滤失量较小，表明惰性颗粒快速形成泥饼，实现瞬时封堵，30min时加入纳米聚合物的钻井液样品的高温高压滤失量最低，表明纳米聚合物虽然形成的封堵层的时间较长，因为微交联需要一定的时间，但形成的封堵层更为致密，表明这种增强钻井液的封堵防塌性能的方法在油基钻井液中同样适用。

实施例9

地层裂缝情况为1～100um微米级微裂缝，选用亲水的纳米惰性颗粒G314作为内封堵层材料，选用亲水的微交联纳米聚合物封堵剂G308作为外封堵层材料。

将上述两种水基钻井液用封堵剂加入氯化钾钻井液中，与几种常用的纳米封堵剂进行对比，如下性能测试：

氯化钾钻井液(以下简称基浆)由以下质量百分比的原材料制备而成：10.0％氯化钾+0.3％氢氧化钠+1.0％降滤失剂聚阴离子纤维素低粘+0.3％增粘剂聚阴离子纤维素高粘+0.3％提切剂黄原胶+3.0％纳米封堵剂+10％重晶石，余量为水。

采用两种封堵剂G308、G314对氯化钾钻井液的封堵性能进行强化后的钻井液(以下简称试样浆)由以下质量百分比的原材料制备而成：10.0％氯化钾+0.3％氢氧化钠+1.0％降滤失剂聚阴离子纤维素低粘+0.3％增粘剂聚阴离子纤维素高粘+0.3％提切剂黄原胶+3.0％纳米惰性颗粒G314+2.0％纳米聚合物封堵剂G308+10％重晶石，余量为水。

在基浆中分别加入3.0％的井口磺化沥青、3.0％的乳化石蜡、3.0％的乳化沥青。

使用OFITE渗透性封堵仪测试加入封堵剂前后水基钻井液的瞬时滤失量以及加入磺化沥青、乳化石蜡和乳化沥青后水基钻井液的瞬时滤失量，考察不同时间段的高温高压滤失量，以此分析对比加入封堵剂前后钻井液的封堵性能。陶瓷滤失片的规格为60微米。

试验结果如图4所示，基浆在60微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压滤失量最大，加入惰性颗粒的G314和纳米聚合物的G308的试样浆在60微米规格的陶瓷滤失片上的高温高压瞬时滤失量最低，明显小于其它封堵剂，表明惰性颗粒的G314和纳米聚合物的G308的组合具有最佳的封堵效果。

2019年在鄂尔多斯盆地长庆页岩气水平井应用取得了良好效果，为非常规气藏的开发提供技术支持，获得良好的经济效益和社会效益，值得推广应用。

所述的封堵剂G308，是市售产品，钻井液用封堵剂为微交联改性胶乳；所述的封堵剂G314，是市售产品，钻井液用纳米封堵剂为纳米微球；所述的封堵剂G332，是市售产品，油基钻井液用纳米封堵剂为微纳米聚合酯，生产厂家是中国石油川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，其他钻井液和封堵剂也均为市购产品。

本发明的原理如下：

本发明依据双层封堵机理，利用惰性颗粒和可变形聚合物起作用的时间差，可以实现两个封堵层，先针对钻井地层裂缝3情况选择两种不同类型的封堵剂，第一步：钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入裂缝架桥形成初步封堵，快速形成内封堵层1，迅速减少滤液对岩层侵入(如图5所示)；第二步：可变形聚合物在惰性颗粒层的基础上，在惰性材料内封堵层上进行微交联可变形封堵形成外封堵层2，其中可变形聚合物负责在内封堵层表面通过吸附、微交联、聚合等手段，形成致密的外封堵层2，增强封堵强度，强化封堵效果(如图6所示)，本发明钻井液封堵性能显著增强，且该方法操作简单，见效快，不需要调整钻井液体系配方，仅仅需要根据所钻的地层裂缝情况选择合适的内外封堵层材料，可在原有的钻井液体系基础上直接加入定量的内外层封堵材料，不需要显著增加油基钻井液的密度，减少了井漏的发生几率。

本发明通过选用不同类型的封堵剂，其中一种封堵剂为惰性颗粒，另一种封堵剂为可变形聚合物，钻井液中的惰性颗粒可以迅速进入地层裂缝架桥形成内封堵层，迅速减少滤液对岩层侵入，可变形聚合物在惰性颗粒形成的内封堵层基础上进行微交联可变形封堵，形成外封堵层，增强封堵强度，强化封堵效果；通过惰性颗粒和可变形聚合物起作用的时间差可以实现两个不同的封堵层，惰性颗粒依靠堆积效应形成内封堵层，封堵起效快，主要是物理作用，可变形聚合物通过交联形成外封堵层，时间稍长，但是封堵强度高，主要是化学作用；本发明显著提升了钻井液的封堵性能，尤其是对微裂缝、微孔隙的封堵性能，降低了封堵层的渗透率，从而提高钻井液的防塌性能，解决了目前页岩气勘探开发遇到的微裂缝发育的页岩气水平井的井壁失稳难题，满足页岩气水平井安全快速钻进的需要。

本发明操作简单、见效快、不需要调整钻井液体系配方，仅仅需要根据所钻井地层裂缝情况选择合适的惰性颗粒和可变形聚合物，在原有的钻井液体系基础上直接加入定量的封堵剂，本发明封堵效果好，尤其是对微孔隙、微裂缝均具有优异的封堵性能，能够显著增强水基钻井液的封堵性能，满足页岩气水平井、碳质泥岩水平井以及钻遇其它易塌地层的水平井的要求。

本发明不需要显著增加油基钻井液的密度，减少了井漏的发生几率，避免出现“井壁失稳→提高密度→短暂稳定→加剧滤液侵入→坍塌恶化”的恶性循环，本发明对钻井液的适应性强，范围广，适用于水基钻井液，亦可用于油基钻井液。

上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。