[發明專利]一種鉆井液用納米封堵劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201610937073.2
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107974243A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 褚奇;劉四海;李大奇;胡子喬;李濤;宋兆輝;薛玉志
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/44
• 分類號: C09K8/44;C09K8/035;C09K8/22
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙)11550
• 代理人: 楊茜

1.一種鉆井液用納米封堵劑，其特征在于：包含改性納米SiO₂，所述改性納米SiO₂是由氟硅偶聯劑對水解反應得到的納米SiO₂顆粒表面進行改性而得，所述改性納米SiO₂由SiO₂作為核和接枝在核外表面的疏水層構成，所述鉆井液用納米封堵劑粒徑分布范圍為10～1000nm。

2.根據權利要求1所述的一種鉆井液用納米封堵劑，其特征在于：

所述氟硅偶聯劑的分子結構如下：

式中，x，y均選自1～12的整數，優選y≤4，優選x≥3；R選自甲基、乙基中的一種。

3.根據權利要求2所述的一種鉆井液用納米封堵劑，其特征在于：

所述氟硅偶聯劑選自十七氟癸基三甲氧基硅烷、二十七氟十五基三乙氧基硅烷中的至少一種。

4.根據權利要求1～3之任一項所述的一種鉆井液用納米封堵劑，其特征在于所述納米封堵劑是由包括以下步驟在內的方法制成：

(1)將醇類溶劑、有機溶劑I和氟硅偶聯劑混合均勻制成底液；

(2)將正硅酸乙酯與醇類溶劑混合，作為第一部分溶液；將水和堿性溶液混合作為第二部分溶液；

(3)將第一部分溶液和第二部分溶液加入至步驟(1)所述底液中，使其與底液混合，進行反應，即得；

步驟(1)中，所述有機溶劑I選自N，N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、1,4-二氧六環、二甲亞砜、N，N-二乙基甲酰胺中的至少一種。

5.根據權利要求1～4之任一項所述的一種鉆井液用納米封堵劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)將醇類溶劑、有機溶劑I和氟硅偶聯劑混合均勻制成底液，升溫至40～60℃；

(2)將正硅酸乙酯與醇類溶劑混合，作為第一部分溶液；將水和堿性溶液混合作為第二部分溶液；

(3)將第一部分溶液和第二部分溶液加入至步驟(1)制備的底液中，使其與底液混合，進行反應，即得。

6.根據權利要求5所述的一種鉆井液用納米封堵劑的制備方法，其特征在于：

所述步驟(2)中，所述堿性溶液選自氨水、堿金屬的氫氧化物溶液中的至少一種；

所述步驟(1)和步驟(2)中的醇類溶劑分別選自無水乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇中的至少一種。

7.根據權利要求5所述的一種鉆井液用納米封堵劑的制備方法，其特征在于：

所述步驟(1)中所述醇類溶劑與有機溶劑I的體積比為(1～3)：1；

所述步驟(1)氟硅偶聯劑重量占醇類溶劑、有機溶劑I、氟硅偶聯劑三者總重量的2.5wt％～10.0wt％。

8.根據權利要求5所述的一種鉆井液用納米封堵劑的制備方法，其特征在于：

步驟(2)中所述正硅酸乙酯與步驟(2)中醇類溶劑的體積比為1：(1～4)，所述正硅酸乙酯與步驟(1)中所述的氟硅偶聯劑的重量比為(2～10)：1。

9.根據權利要求5所述的一種鉆井液用納米封堵劑的制備方法，其特征在于：

步驟(2)中所述水與步驟(2)中醇類溶劑的體積比為2：(1～2)，堿性溶液的濃度為13.33～14.79mol/L，堿性溶液與水的體積比為(1～3)：100。

10.根據權利要求1～4之任一項所述的一種鉆井液用納米封堵劑在制備鉆井液中的應用。