[發明專利]一種改性納米氧化鋁封堵劑及水基鉆井液

有效

• 申請號: 202210082534.8
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114350328B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 謝剛;汪若蘭;黃進軍;羅玉婧;范莉;陳宇;雷震
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/16;C09K8/24;C09K8/46;C09K8/467
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改性納米氧化鋁封堵劑，其特征在于，所述的一種改性納米氧化鋁的原料為納米氧化鋁，含烯鍵的硅烷偶聯劑，雙烯醇類化合物，含烯鍵的羧酸類化合物，含苯環的烯醚類化合物，引發劑和交聯劑，采用如下步驟制備而成：

S1、將納米氧化鋁置于60-70℃真空干燥箱中干燥10-12h，準確稱取干燥后的納米氧化鋁10-12g于圓底燒瓶中，向瓶中加入200mL乙醇和200mL水，超聲分散40-50min后，加入0.3-0.36g硅烷偶聯劑，冷凝回流反應4-5小時后，在10000r/min高速離心機下離心10min得到沉淀物，用乙醇洗滌，反復3-5次，真空干燥20-24h得到硅烷偶聯劑改性的納米氧化鋁；

S2、將0.1-0.15mol改性納米氧化鋁與50mL丙酮溶劑加入圓底燒瓶中，超聲分散20-30min，放入磁力加熱攪拌器中，待升溫至反應溫度70℃后，加入0.1-0.15mol雙烯醇類化合物和引發劑偶氮二異丁腈攪拌反應2-3h后，將其置于10000r/min高速離心機下離心5min得到沉淀物，使用丙酮浸泡沉淀物16-20h之后，用乙醇洗滌5次，最后在真空干燥箱中干燥20-24h，得到末端官能團為烯鍵的改性納米氧化鋁；

S3、將0.1-0.2mol S2中得到的末端官能團為烯鍵的改性納米氧化鋁用去離子水分散20-30min，加入0.2-0.3mol含烯鍵的羧酸類化合物和催化劑離子液體[C₃SO₃Hnmp]HSO₄于三口燒瓶中，在100-110℃條件下攪拌4-5h后，將產物分離，真空干燥2-4h，用飽和氯化鈉溶液和飽和碳酸鈉溶液洗滌后，用無水硫酸鎂干燥3-4h，得到含烯鍵和酯基官能團的改性納米氧化鋁；

S4、將0.15-0.2mol S3得到的含烯鍵和酯基官能團的改性納米氧化鋁與50mL丙酮溶劑加入圓底燒瓶中，超聲分散20-30min，升溫至70-80℃后，加入0.3-0.4mol含苯環的烯醚類化合物、引發劑偶氮二異丁腈和0.02mol交聯劑，攪拌反應3-4h后，將其置于10000r/min高速離心機下離心5min，使用丙酮浸泡沉淀物16-20h之后，使用乙醇洗滌3-5次后，在烘干箱中干燥，干燥后得到改性納米氧化鋁封堵劑，將烘干的樣品研磨后密封保存；

上述步驟中，所述的硅烷偶聯劑為3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷中的一種；所述雙烯醇類化合物為1,5-己二烯-3,4-二醇、1,4-戊二烯-3-醇、1,5-己二烯醇、異戊烯醇中的一種；所述的含烯鍵的羧酸類化合物為3,3-二甲基丙烯酸、2-甲基-4-戊酸、2-甲基-2-戊烯酸、5-己烯酸中的一種；所述的含苯環的烯醚類化合物為4-烯丙基苯甲醚、4-甲氧基苯乙烯、烯丙基苯基醚、1-甲氧基-4-[(Z)-1-丙烯基]苯中的一種。

2.根據權利要求1所述的改性納米氧化鋁封堵劑，其特征在于所述的交聯劑為二乙烯基苯、二異氰酸酯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺中的一種。

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所述的改性納米氧化鋁封堵劑。

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，KPAM包被劑，SMP-1降濾失劑，FRH防塌劑，FK-10防卡潤滑劑，CaO堿度調節劑，改性納米氧化鋁封堵劑，NH-1提切劑，毫微重晶石加重劑。

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2-4重量份，所述NaOH的加量為0.1-0.3重量份，所述KPAM包被劑的加量為0.01-0.03重量份，所述SMP-1降濾失劑的加量為5-6重量份，所述FRH防塌劑的加量為3-5重量份，所述FK-10防卡潤滑劑的加量為4-5重量份，所述CaO堿度調節劑的加量為0.3-0.5重量份，所述改性納米氧化鋁封堵劑的加量為1-5重量份，所述NH-1提切劑的加量為1-2重量份，所述毫微重晶石加重劑的加量為0-210重量份。