[發明專利]一種鉆井液用納米微晶封堵劑的制備方法及應用

在審

• 申請號: 202010176081.6
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111269706A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 楊玉精;梁明月;顧洪成;梁明亮;王磊;王俊寒;劉松;陳剛;王飛;孫健;趙湛;劉麗;吳國富;王橋;蔡成斌;劉東章;羅澤民;楊雙欣;何麗娟
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;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海洋鉆井公司
• 主分類號: C09K8/514
• 分類號: C09K8/514;C09K8/90
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

本發明公開了一種鉆井液用納米微晶封堵劑的制備方法，步驟：將納米纖維素分散在去離子水中，利用超聲波分散得到溶液；下一步依次加入氯化鋁和單寧酸進行反應；下一步用堿液將上述反應后的溶液調節pH值為9，然后用乙醇和去離子水洗滌并離心分層，去除上層清液下部的懸浮液重復多次洗滌并離心分層，得到的下部懸浮液進行冷凍干燥，即得到表面修飾有鋁?單寧酸膜層的納米微晶封堵劑，下一步進行真空干燥，然后再經整粒、過篩得到納米微晶封堵劑。本發明提供了一種鉆井液用納米微晶封堵劑的制備方法及應用，其是由納米纖維素改性得到的，可以在鉆井液中均勻分散，有效封堵泥頁巖地層微納米裂縫，為保持井壁穩定提供技術支持。

技術領域

本發明涉及鉆井液用納米微晶封堵劑的制備方法，屬于油田化學鉆井液處理劑技術領域。

背景技術

常規鉆井液處理劑的顆粒粒徑在0.1～1mm之間，主要適用于封堵0.1～1mm的地層孔喉和裂縫，說明鉆井液中的常規處理劑在泥頁巖地層難以形成泥餅。Chenevert教授2009年將未改性的納米SiO2加入到水基鉆井液中，研究發現加入納米SiO2的鉆井液降低了泥頁巖地層滲透率，延緩孔隙壓力傳遞，于是他們認為納米封堵劑能夠封堵泥頁巖孔喉，隨后開展了大量關于納米封堵劑方面的工作。目前，在鉆井液行業中作為納米封堵劑應用較多的有納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米乳液等，由于納米封堵劑具有粒徑小，形貌、尺寸可調節，表面積大等傳統粒子不具備的很多特殊性能，有效改善鉆井液的流變性、分散性等。這些產品針對泥頁巖這種微裂縫較發育的地層，對提高井壁穩定性有一定的作用。

2007年，白小東等研發了一種納米成膜劑NM-1，采用微乳液聚合的方法進行合成，并對其粒徑、耐溫抗鹽性、成膜性能進行了探究，結果證明其具有較好的封堵性能。

2010年，蒲曉林等以NM-1和無機納米材料NMTO形成了有機/無機復合納米水基鉆井液體系。通過對其耐溫性及抑制性的考察，發現該鉆井液體系具有較強的抑制泥頁巖水化膨脹的能力，性能較好。

2014年袁麗等人采用物理和化學相結合的方法，研制出了一種平均尺寸為100nm的新型納米乳液RL-2，此種處理劑不僅和鉆井液具有良好配伍性，同時其頁巖抑制能力和潤滑性良好，油氣層保護能力也較強。

2016年，王偉吉等用苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯合成了納米聚合物微球封堵劑SD-seal。平均粒徑低達22nm，熱穩定性較好，通過壓力傳遞的方法測定其封堵性能，基本可以解決井壁穩定問題。

目前鉆井液使用的納米封堵材料存在成本高，封堵劑粒徑范圍較窄等問題。

發明內容

針對現有技術不足，本發明提供了一種鉆井液用納米微晶封堵劑的制備方法及應用，其是由納米纖維素改性得到的，可以在鉆井液中均勻分散，有效封堵泥頁巖地層微納米裂縫，為保持井壁穩定提供技術支持。

本發明的技術方案如下：

本發明之一是提供一種鉆井液用納米微晶封堵劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將4-6g納米纖維素分散在100g去離子水中，利用超聲波分散得到溶液；

(2)在上述溶液中依次加入0.1-0.3g氯化鋁和0.4-0.8g的單寧酸進行反應；

(3)用堿液將上述反應后的溶液調節pH值為8-10，然后分別用乙醇和去離子水洗滌懸浮液后離心分層，去除上層清液后，下部的液體繼續洗滌并離心分層，重復3-5次；

(4)將多次洗滌以及離心分層后得到的下部液體進行冷凍干燥，即得到表面修飾有鋁-單寧酸膜層的納米微晶封堵劑；

(5)將表面修飾有鋁-單寧酸膜層的納米微晶封堵劑進行真空干燥，然后再經整粒、過篩，得到納米微晶封堵劑。

進一步優選的，所述步驟(1)中，納米纖維素選用棉、竹、麻纖維或木漿中的一種或幾種纖維素的組合。