[發(fā)明專利]一種聚合物納米粒子及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201911403709.5 | 申請(qǐng)日： | 2019-12-30 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113121760A | 公開（公告）日： | 2021-07-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王旭東;郭保雨;李炳太;楊龍波;李蕾;王俊;王金利;姜春麗;李瓊 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院 |
| 主分類號(hào)： | C08F292/00 | 分類號(hào)： | C08F292/00;C08F220/56;C08F220/34;C09K8/42 |
| 代理公司： | 東營(yíng)雙橋?qū)＠碛邢挢?zé)任公司 37107 | 代理人： | 侯華頌 |
| 地址： | 100101 北京市朝陽(yáng)*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 聚合物 納米 粒子 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明提供一種聚合物納米粒子及其制備方法，聚合物納米粒子是由納米二氧化硅改性制得的，其制備方法包括以下步驟：（1）利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面改性，得到中間體；（2）加入具有抑制性能的單體，在引發(fā)劑作用下在中間體表面進(jìn)行聚合，得到本發(fā)明提供的聚合物納米粒子。本發(fā)明提供的聚合物納米粒子既能有效封堵微裂縫，又具有優(yōu)異的抑制性能，實(shí)現(xiàn)了封堵性能和抑制性能的有機(jī)結(jié)合，可有效防止井壁坍塌等事故的發(fā)生。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種聚合物納米粒子及其制備方法。
背景技術(shù)
隨著油氣勘探領(lǐng)域的發(fā)展，深井、超深井、海洋井及復(fù)雜地段井的出現(xiàn)，在鉆探過程中極易遇到泥頁(yè)巖地層，泥頁(yè)巖地層存在較為嚴(yán)重的井壁失穩(wěn)問題，對(duì)鉆井液體系特別是井壁穩(wěn)定劑提出了更高的要求。
泥頁(yè)巖的滲透性低，孔隙中富含黏土基質(zhì)，極易水化膨脹，此外大多存在閉合或開啟的層理和微裂縫，毛管作用力較強(qiáng)，鉆井液易侵入，引發(fā)井壁失穩(wěn)問題。
針對(duì)以上問題，提高鉆井液的抑制性(抑制黏土水化)并且增強(qiáng)鉆井液的封堵性能(封堵微裂縫)是解決泥頁(yè)巖地層井壁失穩(wěn)的有效技術(shù)措施。
現(xiàn)有的井壁穩(wěn)定技術(shù)強(qiáng)調(diào)分別增強(qiáng)抑制性和提高封堵能力，而沒有將二者有機(jī)結(jié)合起來，影響了井壁穩(wěn)定效果，沒有解決泥頁(yè)巖地層井壁失穩(wěn)問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種聚合物納米粒子及其制備方法，將具有抑制性能的聚合物修飾到納米粒子表面，達(dá)到可以同時(shí)提高抑制性和封堵能力的目的，從而起到良好的井壁穩(wěn)定效果。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：
首先是一種聚合物納米粒子，即為改性納米二氧化硅。
其次是一種聚合物納米粒子的制備方法，即前述改性納米二氧化硅是經(jīng)過兩步法制備的：
(1)利用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)二氧化硅進(jìn)行表面改性，得到中間體；
(2)加入具有抑制性能的單體，在引發(fā)劑作用下在中間體表面進(jìn)行聚合，得到聚合物納米粒子。
前述聚合物納米粒子的制備方法包括：
步驟(1)中間體的制備方法為：
將45-55重量份有機(jī)溶劑加入到反應(yīng)釜中，再加入5-15重量份納米二氧化硅和3-7重量份硅烷偶聯(lián)劑，通入氮?dú)猓訜岬?00-120℃，反應(yīng)8-12小時(shí)后，冷卻至20-30℃，離心分離，得到中間體。其中，
所述的有機(jī)溶劑為甲苯；
所述的硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷。
所述的反應(yīng)釜為裝有溫度控制器、攪拌器和回流冷凝管的反應(yīng)釜。
步驟(2)的制備方法為：
在反應(yīng)釜中加入70-90重量份去離子水，溫度控制在25-35℃，在攪拌條件下依次加入25-35重量份中間體和70-80重量份功能單體，攪拌后，加入45-55重量份表面活性劑溶液，繼續(xù)攪拌后，升高溫度至45-55℃，加入0.5-1.5重量份引發(fā)劑，反應(yīng)后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，然后加入丙酮和甲醇混合物，將沉淀物取出即得聚合物納米粒子。其中，
所述的功能單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酰胺的混合物；
所述的表面活性劑溶液為Span80(司盤80)和環(huán)己烷的混合物；
所述的引發(fā)劑為2'-雙偶氮-(2,4-二甲基戊腈)和環(huán)己烷的混合物。
進(jìn)一步的：
所述的功能單體為10-15重量份、質(zhì)量濃度75％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨水溶液和60-65重量份丙烯酰胺的混合物；
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