[发明专利]超高温水基钻井液用改性硫酸钡加重剂及其制备方法以及超高温水基钻井液

权利要求书

1.一种改性硫酸钡加重剂，其特征在于，所述改性硫酸钡加重剂包括硫酸钡以及负载在所述硫酸钡上的无定形碳，且以所述改性硫酸钡加重剂的总重量为基准，所述无定形碳以碳元素计的含量为2-20重量％。

2.根据权利要求1所述的改性硫酸钡加重剂，其中，以所述改性硫酸钡加重剂的总重量为基准，所述无定形碳以碳元素计的含量为8-20重量％。

3.根据权利要求1或2所述的改性硫酸钡加重剂，其中，所述改性硫酸钡加重剂的平均粒径为300-3000nm，所述改性硫酸钡加重剂的密度为3.8-4.6g/cm³。

4.根据权利要求3所述的改性硫酸钡加重剂，其中，在所述改性硫酸钡加重剂的悬浮液的浓度为1质量％时，所述改性硫酸钡加重剂的悬浮液的Zeta电位绝对值≥30mV。

5.一种权利要求1-4中任意一项所述的改性硫酸钡加重剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将硫酸盐和钡盐在富氨溶剂中进行接触，得到硫酸钡；

(2)在酸和催化剂存在下，将所述硫酸钡、生物质和溶剂进行水热反应，得到改性硫酸钡加重剂。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸铵、硫酸钾、硫酸铜、硫酸锌、硫酸铝和硫酸铁中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述钡盐为氯化钡和/或硝酸钡。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述富氨溶剂为氨水。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其中，相对于100mL的所述富氨溶剂，所述硫酸盐的用量为2-15g。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述接触的条件包括：温度为10-40℃，时间为10-60min，搅拌速度为1000-10000rpm。

11.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述酸选自柠檬酸、丙烯酸、磷酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、羟乙基磺酸、磺基水杨酸和羟丙基磺酸中的一种或多种。

12.根据权利要求5所述的方法，其中，所述催化剂选自(NH₄)₂SO₄、FeSO₄、FeCl₂和FeCl₃中的一种或多种。

13.根据权利要求5所述的方法，其中，所述生物质选自葡萄糖、壳聚糖、果糖、蔗糖、可溶性淀粉、环糊精、纤维素和木质素中的一种或多种。

14.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述硫酸钡和所述生物质的重量比为1：(1-10)。

15.根据权利要求5或14所述的方法，其中，相对于100mL的所述溶剂，所述硫酸钡的用量为2-10g。

16.根据权利要求5所述的方法，其中，相对于100mL的所述溶剂，所述酸的用量为1-10g。

17.根据权利要求5所述的方法，其中，相对于100mL的所述溶剂，所述催化剂的用量为0.5-5g。

18.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述水热反应的条件包括：所述生物质选自葡萄糖、壳聚糖、果糖、蔗糖、可溶性淀粉和环糊精中的一种或多种时，温度为180-330℃，时间为6-48h。