[发明专利]超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法

说明书

本发明公开了超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法，钻井液包括以下重量分数的组分：水60‑70份、基础油30‑40份、主乳化剂3‑4份、辅乳化剂1‑3份、抗高温增粘剂1‑3份、抗高温降滤失剂2‑3份；还包括pH调节剂和密度调节剂；其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精。本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，引入环糊精后形成网络结构，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物，从而提高钻井液的抗温性能和减少降滤失。

技术领域

本发明涉及钻井液领域。更具体地说，本发明涉及超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法。

背景技术

干热岩(HDR)，也称增强型地热系统(EGS)，或称工程型地热系统，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大，绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩，但也可以是中新生代的变质岩，甚至是厚度巨大的块状沉积岩。

钻井液在井底高温条件下，易导致降滤失剂性能减弱，造成钻井液粘度增加或固化，导致井壁不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，引入环糊精后形成网络结构，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物，从而提高钻井液的抗温性能和减少降滤失。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：

水60-70份、基础油30-40份、主乳化剂3-4份、辅乳化剂1-3份、抗高温增粘剂1-3份、抗高温降滤失剂2-3份；

还包括pH调节剂和密度调节剂；

pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9-10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0-2.2g/cm³；

其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；

所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一、将质量体积比为1:2-3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2-4h，然后用20-30kHz超声波超声1-2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；

步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇和催化剂，在80℃下反应30-60min，得到预聚体；

步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸，之后升温至80℃，继续反应2-3h，接着降温至25-30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20-30min，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石，接着升温至60℃，搅拌40-50min后，加入环糊精，反应30-40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；

其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01-0.03:0.05-1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。

优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1-1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100-300ppm，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。