[發明專利]一種基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑及水基鉆井液

有效

• 申請號: 202210082547.5
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114350331B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 謝剛;雷震;鄧明毅;白楊;范莉;羅玉婧;陳宇;王平全
• 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
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1.一種基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑，其特征在于，所述基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑其制備步驟如下：

S1、稱取0.5～1摩爾的納米二氧化硅在100～150mL無水乙醇中，超聲分散30～45min，加入鹽酸溶液調節pH值至4～5，再加入2～3摩爾的含氨基的硅烷偶聯劑得到混合液，將混合液在50～70℃條件下攪拌3～4h，反應結束后放入離心機中，以5000rpm的轉速離心5min，然后過濾，之后用去離子水和無水乙醇洗滌固體物質3次，最后，將固體置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到改性納米二氧化硅；

S2、將120-150ml的乙酸甲酯引入250mL圓底三頸瓶中，加入0.5～1摩爾的改性納米二氧化硅，并超聲分散30-40min，再分別加入1～3摩爾D-丙氨酸甲酯鹽酸鹽，隨后加入0.5～1摩爾的O-(7-氮雜苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸季銨鹽，在50～70℃下冷卻回流5～7小時，之后用去離子水和無水乙醇洗滌固體物質3次，最后，將固體置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到改性納米二氧化硅接枝聚合物；

S3、將0.5～1摩爾改性納米二氧化硅接枝聚合物分散于100～150mL的蒸餾水中，加入1～5mL濃度為36％的濃鹽酸，1～3摩爾的含雙鍵的氯代物，冷凝回流5～8小時，將得到的產物用去離子水和無水乙醇洗滌固體物質3次，最后，將固體置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到季銨化改性納米二氧化硅；

S4、將0.5～1摩爾的季銨化改性納米二氧化硅分散在100～150mL的去離子水中，在20～30℃的條件下緩慢加入1.5～3.5摩爾的含磺酸官能團的胺類化合物，攪拌反應30～40min后移至油浴鍋中，在50～70℃條件下攪拌10～12h；反應結束后，減壓蒸餾除去溶劑，將得到的產物用去離子水洗滌固體物質3次，最后，將固體置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑。

2.根據權利要求1所述的基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中含氨基的硅烷偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種。

3.根據權利要求1所述的基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中的含雙鍵的氯代物為氯丙烯、3-氯-2-甲基丙烯、1-氯-2-丁烯、3-氯-1-丁烯、4-氯-1-丁烯、1-氯-3-甲基-2-丁烯、5-氯-1-戊烯、2-氯-3-丁烯-1-醇、反-4-氯巴豆醇、6-氯-1-己烯、3-(2-氯乙氧基)-丙烯、氯乙酸乙烯酯、丙烯酸氯乙酯和氯乙酸丙烯酯中的一種。

4.根據權利要求1所述的基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中含磺酸官能團的胺類化合物為N-(2-乙酰胺基)-2-氨基乙磺酸、脒基牛磺酸、牛磺酸、3-氨基-1-丙磺酸、3-雙(2-羥乙基)氨基-2-羥基丙磺酸、三羥甲基甲胺基丙磺酸和3-三羥甲基甲胺-2-羥基丙磺酸中的一種。

5.一種水基鉆井液，其特征在于，所述鉆井液中含有權利要求1-4所述的基于納米二氧化硅強吸附封堵劑，以重量份計，所述鉆井液包括以下組分：100份的淡水，1-10份膨潤土，0.5-1份流型調節劑，2-5份降濾失劑，10-20份抑制劑，2-5份潤滑劑，3-6份天然瀝青，0-210份加重劑，2.5-5份pH調節劑，1-5份基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑。

6.根據權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于，所述流型調節劑為VIS-B，所述降濾失劑為STARFLO和EnPOLY中的一種，所述抑制劑為JH-MULF；所述潤滑劑為石墨粉；所述加重劑為重晶石；所述pH調節劑為NaOH和KOH中的一種；其中，VIS-B、STARFLO、EnPOLY和JH-MULF來自荊州嘉華科技有限公司。

7.根據權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于，所述水基鉆井液的pH為8.5-10。

8.根據權利要求5所述的水基鉆井液，其特征在于，所述水基鉆井液在不加基于納米二氧化硅強吸附抗鹽封堵劑時的密度為1.05-2.10g/cm³。