[發明專利]一種自適應外柔內剛型納米封堵劑的合成及水基鉆井液

在審

• 申請號: 202110693564.8
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113355073A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 謝剛;范莉;鄧明毅;羅玉婧;陳宇;雷震
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/508
• 分類號: C09K8/508;C09K8/24;C08F292/00;C08F220/20;C08F220/56
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1.一種自適應外柔內剛型納米封堵劑的合成及水基鉆井液，其特征在于，所述自適應外柔內剛型納米封堵劑的原料為納米二氧化硅(15+5nm)，2-丙烯酸-2-羥基丙基酯，丙烯酰胺，采用步驟如下制備而成：

(1)納米二氧化硅的改性：將納米二氧化硅置于75-80℃真空干燥箱中干燥10-12h，準確稱取干燥后的納米二氧化硅2-3g，加入到40-50mL乙醇/水的分散液中，超聲分散40-50min，然后邊攪拌邊滴加γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)2-3g，在75-80℃反應8-10h后，用乙醇洗滌，反復3-5次，最后置于55-60℃真空干燥箱中干燥8-10h得到改性納米二氧化硅；

(2)自適應外柔內剛型納米封堵劑的合成：

①向反應器中加入改性后的納米二氧化硅，加超純水超聲分散10-15min；

②加入改性后的納米二氧化硅、2-丙烯酸-2-羥基丙基酯、丙烯酰胺、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，保持快速攪拌至溶解，通入氮氣20-30min；

③將反應體系升溫至45-70℃，將過硫酸銨加入到混合體系內，恒溫反應3-4h；

④反應完畢后，將反應體系降至20-25℃，制備得的樣品用蒸餾水洗滌至中性，接著在烘箱中60-70℃干燥；

⑤將烘干的樣品進行研磨，然后密封保存。

2.根據權利要求1所述的一種自適應外柔內剛型納米封堵劑及水基鉆井液，其特征在于，所述改性后的納米二氧化硅的加量為2-丙烯酸-2-羥基丙基酯和丙烯酰胺總重量的5-15％；所述2-丙烯酸-2-羥基丙基酯的加量為3-3.5g；所述2-丙烯酸-2-羥基丙基酯與丙烯酰胺的重量比為1：1-1.5；所述N,N-亞甲基雙丙烯酰胺的加量為0.02-0.05g；所述過硫酸銨的加量為0.05-0.1g。

3.一種水基鉆井液，其特征在于，所述鉆井液中添加有權利要求1-3任一所述的一種自適應外柔內剛型納米封堵劑。

4.根據權利要求3所述的水基鉆井液，其特征在于，所述鉆井液包括以下組分：水，膨潤土，NaOH，聚丙烯酰胺鉀鹽(KPAM)，聚陰離子纖維素(PAC-LV)，腐植酸丙磺酸酰胺多元共聚物(RSTF)，磺化酚醛樹脂(SMP-1)，酰胺基胺(FRH)，防卡潤滑劑(FK-10)，防卡降濾失劑(PPL)，乳化劑(SP-80)，自適應外柔內剛型納米封堵劑，除硫劑，CaO，重晶石。

5.根據權利要求4所述的水基鉆井液，其特征在于，以100重量份的水為基準，所述膨潤土的加量為2-5重量份，所述NaOH的加量為0.1-0.3重量份，所述KPAM的加量為0.03-0.05重量份，所述PAC-LV的加量為0.5-0.8重量份，所述RSTF的加量為4-5重量份，所述SMP-1的加量為4-6重量份，所述FRH的加量為4-5重量份，所述PPL的加量為3-4重量份，所述SP-80的加量為0.3-0.5重量份，所述自適應外柔內剛型納米封堵劑的加量為1-5重量份，所述除硫劑的加量為1-1.5重量份，所述重晶石的加量為5-15重量份。