一种抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂及油基钻井液制造技术

本发明专利技术公开了一种抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂及油基钻井液。所述抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂合成原料包括纳米二氧化锰(50nm)、甲基苯乙烯类化合物、烯基苯硅烷类化合物、磺酸苯烯酯类化合物、硅烷偶联剂、表面活性剂、交联剂、引发剂；所述钻井液包含有本发明专利技术的抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂。本发明专利技术的抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂作为纳米封堵剂，其粒径分布在80

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温改性二氧化锰纳米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二氧化锰纳米封堵剂的合成及包含有该封堵剂的油基钻井液。

技术介绍

[0002]油基钻井液是指以油作为连续相的钻井液，与水基钻井液相比较油基钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性更好和对油气层损害程度更小等多种优点，目前在各种复杂地层中取得了极佳的效果，具有较广阔的应用前景。
[0003]近年来中国非常规油气的开采力度不断加大，随之而来的是钻井难度的不断增大。尽管页岩气开发广泛使用油基钻井液，但并不能有效地解决液相压力传递引起的井壁失稳问题，卡钻、埋卡仪器的事故时有发生。如何提高油基钻井液的封堵效果，降低钻井液的滤失量，提高井壁稳定性，一直是油基钻井液研究领域的一个难点和关注点，其关键是油基钻井液封堵剂的研制。而对裂缝或层理发育的页岩地层，目前已有的封堵剂在微米级别的页岩孔缝中取得了很好的封堵效果，但在封堵纳米级孔缝方面，其封堵效果亟待进一步提升。因此，针对页岩中的纳米级别的孔缝不能有效封堵而导致的井壁失稳的问题，合成一种具有纳米尺寸的抗高温封堵剂去提高油基钻井液的封堵效果将是一个很好的选择。

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二氧化锰纳米封堵剂，其粒径为纳米级，能够有效对泥页岩地层中的纳米孔缝进行封堵，从而达到稳定井壁的目的。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：所述抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的原料为纳米二氧化锰(50nm)、甲基苯乙烯类化合物、烯基苯硅烷类化合物、磺酸苯烯酯类化合物、硅烷偶联剂、表面活性剂、交联剂、引发剂；所述抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的制备步骤如下：
[0006]将纳米二氧化锰置于70
‑
80℃条件下真空干燥，取干燥后的纳米二氧化锰加入到乙醇的分散液中进行超声分散，然后边搅拌边滴加硅烷偶联剂，然后置于在60
‑
70℃反应，后用去离子水洗涤，反复3
‑
5次，最后置于70
‑
80℃条件下真空干燥，得到改性纳米二氧化锰，取表面活性剂以及改性二氧化锰于容器中，加入去离子水，在70
‑
80℃反应后，用去离子水洗涤，反复3
‑
5次，最后置于50
‑
60℃条件下真空干燥，得到表面疏水改性纳米二氧化锰，将得到的表面疏水改性纳米二氧化锰加入去离子水后进行超声分散，取分散液置于反应器中，通氮气20
‑
30min后，再称取甲基苯乙烯类化合物于反应器中，并用20％
‑
25％的NaOH水溶液将体系pH值调节到7.5
‑
8.0之间，升温至65
‑
70℃，反应2
‑
3h，再称取烯基苯硅烷类化合物，磺酸苯烯酯类化合物于反应器中，搅拌20
‑
30min，再加入交联剂与引发剂反应6
‑
7h，反应完毕后，冷却至室温，制备得的样品用蒸馏水洗涤至中性，然后置于50
‑
60℃条件下真空干燥，将烘干的样品进行研磨，得到抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂(80
‑
305nm)。
[0007]所述硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)，3
‑
0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)中的一种；
[0008]所述表面活性剂为氯化二甲基十七烷基苄基铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种；
[0009]所述甲基苯乙烯类化合物为4
‑
甲基苯乙烯、2，4
‑
二甲基苯乙烯、2，4，6
‑
三甲基苯乙烯中的一种；
[0010]所述烯基苯硅烷类化合物为二甲基苯基乙烯基硅烷、二苯基二乙烯基硅烷中的一种；
[0011]所述磺酸苯烯酯类化合物为对甲苯磺酸烯丙酯、乙烯磺酸苯酯中的一种；
[0012]所述交联剂为N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、双环戊二烯丙烯酸酯(DCPA)中的一种；
[0013]所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种；
[0014]所述表面疏水改性纳米二氧化锰，甲基苯乙烯类化合物，烯基苯硅烷类化合物，磺酸苯烯酯类化合物的摩尔质量比为2:4:2:1；
[0015]所述交联剂的加量为表面疏水改性纳米二氧化锰，甲基苯乙烯类化合物，烯基苯硅烷类化合物，磺酸苯烯酯类化合物四种单体总重量的1％
‑
3％；
[0016]所述引发剂的加量为表面疏水改性纳米二氧化锰，甲基苯乙烯类化合物，烯基苯硅烷类化合物，磺酸苯烯酯类化合物四种单体总重量的1％
‑
3％。
[0017]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抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂。
[0018]以重量份计，所述钻井液的组成如下：3#白油为225
‑
227份，主乳化剂TYODF
‑
301为3.6
‑
3.8份，辅乳化剂TYODF
‑
401为9.8
‑
10.2份，润湿剂TYODF
‑
501为3.2
‑
3.3份，提切剂TYODF
‑
701为0.7
‑
0.8份，有机土TYODF
‑
601为7
‑
8份，降滤失剂TYODF
‑
101为14.5
‑
15.5份，25
‑
35％的氯化钙溶液为24
‑
26份，氧化钙TYODF
‑
801为7.3
‑
7.7份，抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂为2.5
‑
7.5份，重晶石粉为250
‑
600份，密度为1.5
‑
2.2g/cm3。
[0019]本专利技术有益效果如下：
[0020]本专利技术所制备的抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的粒径分布在80
‑
305nm之间，能够有效的对泥页岩地层中的纳米孔缝进行封堵，从而达到稳定井壁的效果；本专利技术所使用的油基钻井液在泥页岩地层条件下的流变性、稳定性以及封堵性等方面性能良好。
附图说明
[0021]图1为实施例一中抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的粒径分布图；
[0022]图2为实施例二中抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的粒径分布图。
具体实施方式
[0023]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】
1.一种抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的合成及油基钻井液，其特征在于，所述抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂的原料为纳米二氧化锰(50nm)、甲基苯乙烯类化合物、烯基苯硅烷类化合物、磺酸苯烯酯类化合物、硅烷偶联剂、表面活性剂、交联剂、引发剂；采用如下步骤制备而成：S1、将纳米二氧化锰置于70
‑
80℃条件下中真空干燥，取干燥后的纳米二氧化锰加入到乙醇的分散液中进行超声分散，然后边搅拌边滴加硅烷偶联剂，在60
‑
70℃进行反应，后用去离子水洗涤，反复3
‑
5次，最后置于70
‑
80℃条件下中真空干燥，得到改性纳米二氧化锰；S2、取表面活性剂以及S1得到的改性纳米二氧化锰于容器中，加入去离子水，在70
‑
80℃反应后，用去离子水洗涤，反复3
‑
5次，最后置于50
‑
60℃条件下真空干燥，得到表面疏水改性纳米二氧化锰；S3、将S2得到的表面疏水改性纳米二氧化锰加入去离子水后进行超声分散，取分散液置于反应器中，通氮气20
‑
30min后，再称取甲基苯乙烯类化合物于反应器中，并用20％
‑
25％的NaOH水溶液将体系pH值调节到7.5
‑
8.0之间，升温至65
‑
70℃，反应2
‑
3h，再称取烯基苯硅烷类化合物，磺酸苯烯酯类化合物于反应器中，搅拌20
‑
30min，再加入交联剂与引发剂反应6
‑
7h，反应完毕后，冷却至室温，制备得的样品用蒸馏水洗涤至中性，然后置于50
‑
60℃条件下真空干燥，将烘干的样品进行研磨，得到抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂(80
‑
305nm)。2.根据权利要求1所述的抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)，3
‑
0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)中的一种；所述表面活性剂为氯化二甲基十七烷基苄基铵、十二烷基二甲基苄基氯化铵中的一种。3.根据权利要求1所述的抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂，其特征在于，所述甲基苯乙烯类化合物为4
‑
甲基苯乙烯、2，4
‑
二甲基苯乙烯、2，4，6
‑
三甲基苯乙烯中的一种；所述烯基苯硅烷类化合物为二甲基苯基乙烯基硅烷、二苯基二乙烯基硅烷中的一种；所述磺酸苯烯酯类化合物为对甲苯磺酸烯丙酯、乙烯磺酸苯酯中的一种。4.根据权利要求1所述的抗高温改性二氧化锰纳米封堵剂，其特征在于，所述交联剂为N，N
‑
亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、双环戊二烯丙烯酸酯(DCPA...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢刚，曹少帅，黄进军，邓明毅，罗玉婧，范莉，雷震，陈宇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：