一种含有纳米粒子的封堵剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种含有纳米粒子的封堵剂和制备方法。其中含有纳米粒子的封堵剂包含以下组分：纳米乳液80~90重量份；纳米材料8~14重量份；体系稳定剂2~6重量份。制备方法是在20℃~40℃下，将纳米材料加入纳米乳液中，利用磁力搅拌器高速搅拌20min~30min，然后在低速搅拌下逐渐加入体系稳定剂，再高速搅拌20min~30min，即得到所述封堵剂该封堵剂在纳米乳液基础上，进一步添加其他纳米粒子，提高了纳米乳液的封堵能力，对孔隙和微裂缝进行封堵，形成的滤饼相对致密，能够改善滤饼质量，减少钻井液的滤失量，提高井壁的稳定性，同时可以提高钻井液的润滑性能，提高机械钻速。

Plugging agent containing nano particles and preparation method thereof

The present invention provides a plugging agent containing nano particles and a preparation method thereof. The plugging agent containing nanoparticles contains the following components: nano emulsion, 80~90 weight, nanometer material, 8~14 weight, system stabilizer, 2~6 weight. The preparation method is at 20 DEG ~40 DEG, adding nano material nano emulsion, using magnetic stirrer stirring 20min~30min, then gradually add stabilizer system at low speed, high-speed stirring 20min~30min, to obtain the plugging agent of the plugging agent in nano emulsion on the basis of further add other nanoparticles, improves the sealing the ability of nano emulsion, the porosity and micro cracks plugging, cake formation is relatively dense, can improve the cake quality, reduce the loss of drilling fluid filter, improve the borehole stability, and can improve the lubrication performance of drilling fluid, improve rop.

【技术实现步骤摘要】
一种含有纳米粒子的封堵剂及其制备方法
本专利技术涉及石油钻井用化工材料
，特别涉及一种钻井液用纳米封堵剂。
技术介绍
在油气钻探过程中，井壁稳定问题是普遍存在的问题。井壁失稳易造成井壁垮塌、缩径、漏失、卡钻及储层污染等井下复杂情况和事故，不仅会拖延钻井周期，增加钻井成本，也会影响后续采油作业。严重时还可能使部分井眼报废甚至使整个井眼报废。据估计，全球每年由于井壁失稳造成的直接经济损失达数亿美元之巨，严重影响了油田开发的经济效益。因此，在油气钻探过程中保持井壁稳定具有重大意义，国内外许多研究机构都在致力于此项研究。造成井壁失稳的因素概括起来可分为三大类，包括地质因素、钻井液工艺因素和钻井工艺因素。地质因素是很难改变的，只能尽量准确地预测或确定，为钻井液工艺和钻井工艺提供指导。钻井液本身的液柱压力是钻井过程中稳定井壁的最主要因素，其次是钻井液滤失后围绕井壁形成的泥饼。改变钻井液的特性是目前井壁稳定的主要手段之一。目前，国内外学者在钻井液封堵剂研究上，已经做了大量的工作。如张凡等在《一种油基膨胀封堵剂的合成及其性能评价》中合成了一种用于油基钻井液的膨胀封堵剂（见《长江大学学报(自然科学版)》，2010，7（3）），基本原料为苯乙烯、吸油性单体、交联剂、引发剂、聚乙烯醇和碳酸钙。胡文军等在《强封堵油基钻井液体系在W11-4D油田的应用》中提出了一种具有强封堵能力的油基钻井液，利用乳化沥青、树脂、超细碳酸钙作用封堵剂（见《钻井液与完井液》，2007，24（3））。中国专利CN102863947A的公开了一种强抑制强封堵钻井液，强封堵剂为阳离子改性沥青、磺化沥青、天然沥青粉、阳离子乳化沥青、胶体沥青、胶乳、乳化石蜡中的一种或一种以上组合物。中国专利CN103013469A公开了一种使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能的方法，该专利技术提供一种使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能的方法，在基浆中加入纳米二氧化硅分散液，使基浆形成更加薄而致密的泥饼，提高降滤失效果。但这些技术的缺点或不足是：形成的滤饼不够致密，对岩石的微孔隙及微裂缝封堵能力不够，导致在较长泥页岩井段钻进时，水对泥页岩仍有一定程度上的侵入，从而增加了泥页岩井壁坍塌的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术的不足，提供一种含有纳米粒子的封堵剂，该封堵剂在纳米乳液基础上，进一步添加其他纳米粒子，提高了纳米乳液的封堵能力，对孔隙和微裂缝进行封堵，形成的滤饼相对致密，能够改善滤饼质量，减少钻井液的滤失量，提高井壁的稳定性，同时可以提高钻井液的润滑性能，提高机械钻速。为了达到本专利技术的目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术首先提供了一种含有纳米粒子的封堵剂，所述封堵剂以100重量份计包括以下组分：纳米乳液80~90重量份；纳米材料8~14重量份；体系稳定剂2~6重量份。所述纳米乳液为纳米石蜡乳液。所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨的组合物。所述体系稳定剂为Span20、Span80、Tween20、Tween80、聚丙烯酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇中的一种或几种。本专利技术技术方案中，所述的纳米材料的制备方法包括：首先将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨按重量量比（6~8）：（1~2）：（3~5）进行混合，备用。然后将重量比1:1的硬脂酸和NaOH置于容器中，加入水，并加热搅拌，待硬脂酸和NaOH全部溶解后，加入纳米颗粒混合物。恒温搅拌30min~120min，抽滤，用无水乙醇洗去表面的有机物，再用水洗涤，干燥，即得到所述的纳米材料。本专利技术技术方案中，所述的含有纳米粒子的封堵剂的制备方法包括：在20℃~40℃下，将纳米材料加入纳米乳液中，利用磁力搅拌器高速搅拌20min~30min，然后在低速搅拌下逐渐加入体系稳定剂，再高速搅拌20min~30min，即得到所述封堵剂。本专利技术具有如下优点：本专利技术在纳米乳液中加入纳米材料进一步提高了纳米乳液封堵能力。纳米乳液中所含有的纳米粒子可以进入地层的微小孔隙和裂缝之中，提高井壁的稳定性，同时，形成的钻井液滤饼致密性强，减缓钻井液向地层的渗透及地层吸水后膨胀、掉块的趋势，进一步提高井壁稳定性。而且，纳米粒子还有一定润滑效果，能有效地降低摩阻，提高机械钻速。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术的范围并不限于以下实施例。实施例1本实施例中使用的封堵剂以100重量份包括以下组分：纳米乳液90重量份；纳米材料8重量份；体系稳定剂2重量份。本实施例使用所述的纳米材料的制备方法包括：首先将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨按重量比6:1:3进行混合，备用。然后将重量比1:1的硬脂酸和NaOH置于容器中，加入水，并在40℃、8000r/min加热搅拌，待硬脂酸和NaOH全部溶解后，加入到纳米颗粒混合物（与硬脂酸的重量比为8~15:1）。25℃、5000r/min下恒温搅拌30min~120min，抽滤，用无水乙醇洗去表面的有机物，再用水洗涤一次，干燥，即得到所述的纳米材料。本实施例的使用所述的含有纳米粒子的封堵剂的制备方法包括：在25℃下，将纳米材料加入纳米乳液中，利用磁力搅拌器8000r/min高速搅拌20min，然后在500r/min低速搅拌下逐渐加入体系稳定剂Span80，再以8000r/min高速搅拌20min，即得到所述封堵剂。实施例2本实施例中使用的封堵剂以100重量份包括以下组分：纳米乳液80重量份；纳米材料14重量份；体系稳定剂6重量份。本实施例使用所述的纳米材料的制备方法包括：首先将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨按重量比8:2:5进行混合，备用。然后将重量比1:1的硬脂酸和NaOH置于容器中，加入水，并在40℃、8000r/min加热搅拌，待硬脂酸和NaOH全部溶解后，加入纳米颗粒混合物（与硬脂酸的重量比为8~15:1）。25℃、5000r/min下恒温搅拌30~120min，抽滤，用无水乙醇洗去表面的有机物，再用水洗涤一次，干燥，即得到所述的纳米材料。本实施例的使用所述的含有纳米粒子的封堵剂的制备方法包括：在35℃下，将纳米材料加入纳米乳液中，利用磁力搅拌器8000r/min高速搅拌30min，然后在500r/min低速搅拌下逐渐加入体系稳定剂Tween20，再以8000r/min高速搅拌30min，即得到所述封堵剂。实施例3本实施例中使用的封堵剂以100重量份包括以下组分：纳米乳液85重量份；纳米材料12重量份；体系稳定剂3重量份。本实施例使用所述的纳米材料的制备方法包括：首先将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨按重量比6:1:4进行混合，备用。然后将重量比1:1的硬脂酸和NaOH置于容器中，加入水，并在40℃、8000r/min加热搅拌，待硬脂酸和NaOH全部溶解后，加入纳米颗粒混合物（与硬脂酸的重量比为8~15:1）。25℃、5000r/min下恒温搅拌30~120min，抽滤，用无水乙醇洗去表面的有机物，再用水洗涤一次，干燥，即得到所述的纳米材料。本实施例的使用所述的含有纳米粒子的封堵剂的制备方法包括：在30℃下，将纳米材料加入纳米乳液中，利用磁力搅拌器8000r/min高速搅拌25min，然后在500r/min低速搅拌下逐渐加入体系稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有纳米粒子的封堵剂，其特征在于包含以下组分：纳米乳液                           80~90重量份；纳米材料                           8~14重量份；体系稳定剂                         2~6 重量份。

【技术特征摘要】
1.一种含有纳米粒子的封堵剂，其特征在于包含以下组分：纳米乳液80~90重量份；纳米材料8~14重量份；体系稳定剂2~6重量份。2.根据权利要求1所述的含有纳米粒子的封堵剂，其特征在于：所述纳米乳液为纳米石蜡乳液；所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨的混合物；所述体系稳定剂为Span20、Span80、Tween20、Tween80、聚丙烯酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的含有纳米粒子的封堵剂，其特征在于，所述的纳米材料的制备方法包括：首先将纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米石墨按...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振东，李公让，侯业贵，周守菊，蓝强，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化胜利石油工程有限公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11