[發明專利]一種改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑及水基鉆井液

有效

• 申請號: 202210082544.1
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114381242B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 謝剛;曹少帥;黃進軍;鄧明毅;羅玉婧;范莉;雷震;陳宇
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑，其特征在于，所述改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑的原料為50nm的納米二氧化錳，苯乙烯，丙烯酸苯酯類化合物，硅基丙烯醇類化合物，烷基丙烯酰胺類化合物，硅烷偶聯劑，交聯劑，引發劑；采用步驟如下制備而成：

S1、改性二氧化錳：將納米二氧化錳置于70-80℃條件下真空干燥，取干燥后的納米二氧化錳加入到乙醇的分散液中進行超聲分散，然后邊攪拌邊滴加加硅烷偶聯劑，然后置于在60-70℃反應，后用去離子水洗滌，反復3-5次，最后置于70-80℃條件下真空干燥，得到改性納米二氧化錳；

S2、首先，取S1得到的改性納米二氧化錳加入去離子水后進行超聲分散，取分散液置于反應器中，通氮氣20-30min后，再稱取丙烯酸苯酯類化合物，硅基丙烯醇類化合物于反應器中，并用20%-25%的NaOH水溶液將體系pH值調節到6.5-7.5之間，升溫至60-70℃，反應2-3h，再稱取苯乙烯，烷基丙烯酰胺類化合物于反應器中，攪拌20-30min，再加入交聯劑及引發劑反應4-5h，反應完畢后，冷卻至室溫，制備得的樣品用蒸餾水洗滌至中性，然后置于50-60℃條件下真空干燥，將烘干的樣品進行研磨，得到80-180nm的改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑；

所述改性納米二氧化錳，苯乙烯，丙烯酸苯酯類化合物，硅基丙烯醇類化合物，烷基丙烯酰胺類化合物的摩爾質量比為2:3:1:1:3；

所述交聯劑的加量為改性納米二氧化錳，苯乙烯，丙烯酸苯酯類化合物，硅基丙烯醇類化合物，烷基丙烯酰胺類化合物五種單體總重量的1%-3%；

所述引發劑的加量為改性納米二氧化錳，苯乙烯，丙烯酸苯酯類化合物，硅基丙烯醇類化合物，烷基丙烯酰胺類化合物五種單體總重量的1%-3%；

所述丙烯酸苯酯類化合物為丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯中的一種；

所述硅基丙烯醇類化合物為對3-三甲基硅基丙烯醇，反式-3-(三甲基硅基)烯丙醇中的一種；

所述烷基丙烯酰胺類化合物為N-異丙基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺中的一種。

2.根據權利要求1所述的改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑，其特征在于，所述硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH540），3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550），N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-792）中的一種。

3.根據權利要求1所述的改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑，其特征在于，所述交聯劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）、雙環戊二烯丙烯酸酯（DCPA）中的一種；所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀中的一種。

4.一種水基鉆井液，其特征在于，所述鉆井液中添加有權利要求1所述的改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑。

5.根據權利要求4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，無水碳酸鈉，氫氧化鈉，包被劑KPAM，降濾失劑SMP-1，防塌劑FRH，防卡潤滑劑FK-10，CaO，改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑，提切劑NH-1，除硫劑GHT-95，重晶石。

6.根據權利要求5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，所述無水碳酸鈉的加量為0.1-0.3重量份，所述氫氧化鈉的加量為0.1-0.3重量份，所述KPAM的加量為0.01-0.03重量份，所述SMP-1的加量為5-6重量份，所述FRH的加量為3-5重量份，所述FK-10的加量為4-5重量份，所述CaO的加量為0.3-0.5重量份，所述改性二氧化錳納米水凝膠封堵劑的加量為1-4重量份，所述NH-1的加量為1-2重量份，所述GHT-95的加量為1-1.5重量份，所述重晶石的加量為0-210重量份，鉆井液密度為1.05-2.20g/cm³。