一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液制造技术

一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液，属于油气田钻井技术领域，所述一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂以烯胺类化合物、二烯丙基类化合物、含烯键的长链烷基脂类化合物、含氨基的硅烷偶联剂、交联剂二乙烯基苯通过改性二氧化硅，用分步合成法合成。本发明专利技术提供的抗高温改性纳米二氧化硅制成的封堵剂，其粒径在78

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液


[0001]本专利技术涉及油气田钻井
，具体涉及一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液。

技术介绍

[0002]在石油与天然气资源开发的过程中，深层页岩气的开采一直是研究人员的研究热点。对于一些层理和纳米孔缝发育的硬脆性和破碎性地层，油基钻井液滤液的侵入会带来地层的不稳定因素。此外，水力压力通过纳米孔缝传递也会导致井壁失稳，因此，必须加强油基钻井液对纳米孔缝的封堵性。目前，油基钻井液的封堵剂种类少，使用的封堵材料多是仅具亲水性能的桥塞类随钻防漏材料，在油基钻井液中的适应性差，粒径匹配能力不足。同时，井筒压力的变化将引起孔缝大小的变化，孔缝动态变形会对封堵层造成破坏，非弹性封堵剂形成的封堵层不能适应孔缝变形，这将影响封堵效果，相比于常规刚性封堵剂，弹性封堵剂能够更好地适应孔缝变形，封堵效果稳定。同时，上提钻柱时，由于抽汲作用使井内液柱压力降低，当封堵材料对井壁的吸附性不强时，孔缝中的封堵材料有可能在抽汲压力的作用下被驱替出来，因此，研究了适用于油基钻井液的封堵材料
‑
抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂。
[0003]抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂能够在压力下变形进入纳米孔缝实现封堵功能，且该封堵剂由于其表面众多的亲油支链，能很好的分散在油基钻井液中。二氧化硅本身具有耐高温的性能，在其基础上接枝亲油长链可以增加其分散能力和吸附能力，提高其在纳米孔缝中的封堵性能；同时也可以在岩层表面形成滤膜，减少液体的入侵。

技术实现思路

[0004]针对目前常规封堵剂无法有效封堵泥页岩中的纳米孔缝而导致的井壁失稳问题，本专利技术提供了一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂，其粒径为纳米级，能够有效对页岩地层中的纳米级裂缝进行封堵，从而达到稳定井壁的目的。且研制了一种能适用于页岩地层的新型纳米封堵油基钻井液。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂。所述抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液以烯胺类化合物、二烯丙基类化合物、含烯键的长链烷基脂类化合物、二氧化硅(10
‑
20nm)、含氨基的硅烷偶联剂、交联剂为原料，采用如下步骤合成：
[0006]S1、在70mL甲苯溶液中加入0.25
‑
0.29mol纳米二氧化硅，升温至50
‑
60℃后搅拌至溶解并通入氮气20
‑
30min，升温至80
‑
90℃边搅拌边加入一定量硅烷偶联剂，使二氧化硅和含氨基的硅烷偶联剂反应5h，减压蒸馏2h得到粗产品，用甲苯洗涤、过滤，除去未反应的单体，真空干燥2h，得到纳米二氧化硅的改性产物。
[0007]S2、将上一步制得的纳米二氧化硅的改性产物用90
‑
110mL四氢呋喃溶解，加入0.24
‑
0.29mol二烯丙基类化合物，在50
‑
60℃的条件下搅拌并反应24h，减压蒸馏得到粗产
品，真空干燥2h，取一定量干燥后的粗产品加入到90
‑
110mL四氢呋喃中，快速搅拌至溶解，通入氮气20
‑
30min，保持搅拌和通入氮气，快速将0.48
‑
0.53mol烯胺类化合物加入混合体系，升温至30
‑
40℃，反应8
‑
12h后，减压蒸馏得到仲胺类化聚合物。
[0008]S3、将上一步制得的仲胺类聚合物用90
‑
110mL四氢呋喃溶解，加入0.24
‑
0.29mol含烯键的长链烷基脂类化合物和适量交联剂二乙烯基苯，在60
‑
68℃的条件下搅拌并反应36h，减压蒸馏得到粗产品，将粗产品真空干燥2h，得到抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂，将烘干的样品研磨，然后密封保存。
[0009]所述的含氨基的硅烷偶联剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)，3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)中的一种。
[0010]所述的烯胺类化合物为(1
‑
呋喃
‑2‑
乙基)
‑
(1
‑
苯基
‑3‑
丁烯)
‑
胺，(1
‑
呋喃
‑2‑
乙基)
‑
(3
‑
甲基
‑1‑
苯基
‑3‑
丁烯)
‑
胺，呋喃
‑2‑
基甲基
‑
(3
‑
甲基
‑1‑
苯基
‑3‑
丁烯)胺中的一种。
[0011]所述含烯键的二烯丙基类化合物为1,5
‑
已二烯，二烯丙基胺，N
‑
甲基二烯丙基胺中的一种。
[0012]所述含烯键的长链烷基脂类化合物为甲基丙烯酸十二醇酯、丙烯酸十八醇酯中的一种。
[0013]本专利技术的另一种目的是提供一种油基钻井液，所述钻井液添加有本专利技术所述的一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂。
[0014]以重量份计，所述钻井液的组成如下：100份的基础油，3
‑
8重量份CaCl2溶液，3
‑
8重量份有机土HW Gel
‑
3，1
‑
4重量份主乳化剂HW Pmul
‑
1，2
‑
6重量份辅乳化剂HW Smul
‑
1，1
‑
4重量份润湿剂HW Wet
‑
1，1
‑
4重量份一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂，20
‑
40重量份CaO，10
‑
20重量份降滤失剂HW Trol
‑
101，100
‑
200重量份加重剂。
[0015]本专利技术有益效果如下：
[0016]1、本专利技术的合成方法简单，合成所需化合物价格低廉，易于生产；
[0017]2、本专利技术提供的页岩封堵剂性能稳定，适应性强，能满足各种复杂井况的钻井要求；
[0018]3、本专利技术提供的页岩封堵剂粒径为78
‑
300nm，可以对页岩地层中的纳米孔缝进行封堵且不易团聚，可以保持良好的分散性，封堵率性能优异。
附图说明
[0019]图1为实施例一中抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂的粒径分布图；
[0020]图2为实施例二中抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂的粒径分布图；
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液，其特征在于，所述改性纳米二氧化硅封堵剂的原料为烯胺类化合物、二烯丙基类化合物、含烯键的长链烷基脂类化合物、二氧化硅(10
‑
20nm)、含氨基的硅烷偶联剂，采用如下步骤合成：S1、在70mL甲苯溶液中加入0.25
‑
0.29mol纳米二氧化硅，升温至50
‑
60℃后搅拌至溶解并通入氮气20
‑
30min，升温至80
‑
90℃边搅拌边加入一定量硅烷偶联剂，使二氧化硅和含氨基的硅烷偶联剂反应5h，减压蒸馏2h得到粗产品，用甲苯洗涤、过滤，除去未反应的单体，真空干燥2h，得到纳米二氧化硅的改性产物；S2、将上一步制得的纳米二氧化硅的改性产物用90
‑
110mL四氢呋喃溶解，加入0.24mol二烯丙基类化合物，在50
‑
60℃的条件下搅拌并反应24h，减压蒸馏得到粗产品，真空干燥2h，取一定量干燥后的粗产品加入到90
‑
110mL四氢呋喃中，快速搅拌至溶解，通入氮气20
‑
30min，保持搅拌和通入氮气，快速将0.48mol含羟基的烯胺类化合物加入混合体系，升温至30
‑
40℃，反应8
‑
12h后，减压蒸馏得到仲胺类化聚合物；S3、将上一步制得的仲胺类聚合物用90
‑
110mL四氢呋喃溶解，加入0.24mol含烯键的长链烷基脂类化合物和适量交联剂二乙烯基苯，在60
‑
68℃的条件下搅拌并反应36h，减压蒸馏得到粗产品，将粗产品真空干燥2h，得到改性纳米二氧化硅封堵剂，将烘干的样品研磨，然后密封保存。2.根据权利要求1所述的含氨基的硅烷偶联剂为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(KH550)，3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)中的一种。3.根据权利要求1所述的封堵剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢刚，陈宇，邓明毅，范莉，罗玉婧，雷震，谷硕，曹少帅，黄国豪，汪若兰，莫俊秀，范翠玲，罗清欣，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：