Břidlice má speciální lomově-pórovou strukturu, většinou se jedná o mikrokapilární póry s malým hrdlem a nízkou propustností. Na stěně vrtu je obtížné vytvořit hustý filtrační koláč, což vede ke zvýšení filtračních ztrát a snadné hydrataci horniny, což má za následek zřícení stěny vrtu.
Přidání nanomateriálů do vrtné kapaliny může účinně utěsnit hrdlo pórů v nanoměřítku, aby se stabilizovala stěna studny a chránila nádrž.
Velikost a koncentrace materiálu použitého pro těsnění jsou klíčovými faktory, které by měly zajistit, že nedojde k průniku, a také mohou tvořit tenké a tuhé bahnité koláče.
Běžná ucpávková činidla, jako je bentonit a baryt, mají velikost částic mnohem větší, než je průměrná velikost hrdla pórů břidlice, což může vyřešit pouze problém pórů v mikrometrovém měřítku. Je obtížné zabránit filtrační ztrátě a obvykle se hromadí na povrchu, aniž by se dostaly hluboko do netěsné vrstvy, nedosahují ani těsnícího efektu, ani netvoří kompaktní filtrační koláč pro snížení filtračních ztrát.
Nanomateriály mají speciální vlastnosti efektu malé velikosti a povrchového efektu, menší spotřeba, v souladu s vývojovým trendem vrtné kapaliny na nízkou pevnou fázi nebo žádnou pevnou fázi, mají také vynikající mazací vlastnosti a reologické vlastnosti, což je výhodné pro zlepšení disperzního výkonu a smáčecí výkon vrtné kapaliny, těsnící účinek je lepší, vytváří tloušťku kalového koláče menší než 1 mm.
(Rozdíl bahnitého koláče před a po přidání tuhého nanometrového ucpávacího činidla）
Nanomateriály mají extrémně vysokou povrchovou aktivitu, snadno se kombinují s jinými atomy, stabilní s vysokou chemickou aktivitou.
Kromě toho jsou částice nanomateriálů obecně 1-100 nanometrů s rovnoměrným rozložením, které snadno pronikají do mikrozlomenin břidlice, plní úlohu výplně a stabilizace, mohou zlomy lépe utěsnit a vytvořit hustou těsnící vrstvu aby se zabránilo ztrátě filtrace.
Jádro před přidáním ucpávacího činidla Jádro po přidání 1 procenta ucpávacího činidla
Díky svému fyzikálnímu blokovacímu účinku mohou nanomateriály zlepšit reologické vlastnosti vrtných kapalin, zlepšit jejich tepelnou stabilitu, kompaktnost bahenního koláče a mazivost.
Nanomateriály proto hrají důležitou roli ve vrtné kapalině, která může snížit filtrační ztráty, zvýšit výkon mazání, zlepšit únosnost formování, stabilizovat vrt, chránit nádrž.
