改性纳米二氧化硅封堵剂和水基钻井液及其制备方法以及应用技术

本发明专利技术涉及钻井液领域，公开了一种改性纳米二氧化硅封堵剂和水基钻井液及其制备方法以及应用。该封堵剂的制备方法包括：(1)将纳米二氧化硅与含有丙烯酸和聚甲基丙烯酸丁酯的混合液接触并超声分散得到油相溶液；(2)将水、聚乙二醇辛基苯基醚和碳酸氢钠接触并乳化处理得到第一乳化溶液；(3)将油相溶液和第一乳化溶液进行第二乳化处理得到第二乳化溶液；(4)在氮气保护下，将第二乳化溶液与水溶性引发剂接触，以及将接触后得产物离心分离和干燥得到封堵剂。该封堵剂能够进入泥岩与灰岩夹层的地层孔隙中并进行封堵，具有良好的承压能力，能够防止压力传递而扩大孔隙，能够满足泥页岩的油气开采工作。

Modified nano silica plugging agent and water-based drilling fluid and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
改性纳米二氧化硅封堵剂和水基钻井液及其制备方法以及应用
本专利技术涉及钻井液领域，具体涉及一种改性纳米二氧化硅封堵剂和水基钻井液及其制备方法以及应用。
技术介绍
井壁失稳是困扰钻井液领域多年亟待解决而又未解决好的重大工程难题。井壁的不稳定会造成井塌、卡钻和井漏等下井复杂情况，严重影响钻井质量与进度。而地层的井壁失稳主要发生在含裂隙的硬脆泥页岩地层，且该地层大多存在闭合或开启的层理和微裂缝，毛管作用力较强。在正压差与毛管压力作用下，钻井液容易侵入，导致泥页岩沿着裂缝面或层理面开裂，并且不断沿着裂缝面纵向横向发展，从而增大井壁失稳现象。针对该类地层的井壁失稳，只有通过向钻井液中添加封堵材料，填充裂隙并在井壁上形成阻挡层，才能有效阻碍井筒流体侵入地层引起的压力传递过程，达到稳定井壁的目的。常规钻井液处理剂的颗粒粒径在0.1-100μm之间，主要适用于封堵0.1-1mm的地层孔喉和裂缝。而泥页岩是所有地层岩石中孔径最小的岩石类型，其孔径大小分布在0.001-0.01μm，说明钻井液中的常规处理剂在泥页岩地层难以形成泥饼。因此，对于泥页岩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性纳米二氧化硅封堵剂的制备方法，该方法包括：/n(1)将纳米二氧化硅与含有丙烯酸和聚甲基丙烯酸丁酯的混合液进行接触并进行超声分散处理，得到油相溶液；/n(2)将水、聚乙二醇辛基苯基醚和碳酸氢钠进行接触并进行第一乳化处理，得到第一乳化溶液；/n(3)将所述油相溶液和所述第一乳化溶液接触并进行第二乳化处理，得到第二乳化溶液；/n(4)在氮气保护下，将所述第二乳化溶液与水溶性引发剂进行接触，以及将该接触后得产物进行离心分离和干燥处理，得到封堵剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性纳米二氧化硅封堵剂的制备方法，该方法包括：
(1)将纳米二氧化硅与含有丙烯酸和聚甲基丙烯酸丁酯的混合液进行接触并进行超声分散处理，得到油相溶液；
(2)将水、聚乙二醇辛基苯基醚和碳酸氢钠进行接触并进行第一乳化处理，得到第一乳化溶液；
(3)将所述油相溶液和所述第一乳化溶液接触并进行第二乳化处理，得到第二乳化溶液；
(4)在氮气保护下，将所述第二乳化溶液与水溶性引发剂进行接触，以及将该接触后得产物进行离心分离和干燥处理，得到封堵剂。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，纳米二氧化硅、丙烯酸和聚甲基丙烯酸丁酯的重量比为1：(1-3)：(0.01-1)，优选为1：(2-2.6)：(0.01-0.6)；
优选地，所述超声的条件包括：超声频率为20-30kHz，超声时间为0.8-1.2h；
优选地，所述超声在搅拌速率为100-400r/min的条件下进行。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(2)中，水、聚乙二醇辛基苯基醚和碳酸氢钠的重量比为50：(0.1-1)：(0.1-0.5)；
优选地，所述第一乳化的条件包括：乳化时间为2-10min；
优选地，所述第一乳化溶液的pH值为7-9。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述油相溶液和所述第一乳化溶液的重量比为1：(1-5)；
优选地，所述第二乳化的条件包括：乳化时间为3-10min。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述水溶性引发剂为过硫酸铵、偶氮二异丁脒盐酸盐和过二硫酸钾中的一种或多种；
优选地，水与所述水溶性引发剂的重量比为50：(0.5-2)；
优选地，所述接触的条件包括：温度为70-80℃，时间为5-9h。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，程焱，罗平亚，李成，张昊，李国军，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51