[发明专利]一种防塌和抗温纳米水凝胶的合成及水基钻井液在审

专利信息
申请号: 202111351344.3 申请日: 2021-11-16
公开(公告)号: CN113913166A 公开(公告)日: 2022-01-11
发明(设计)人: 蒲俊;黄进军;邓明毅;谢刚 申请(专利权)人: 西南石油大学
主分类号: C09K8/03 分类号: C09K8/03;C09K8/24;C09K8/508;C08J3/075;C08L101/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 610500 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 一种 纳米 凝胶 合成 钻井
【权利要求书】:

1.一种防塌和抗温纳米水凝胶,其特征在于,所述防塌和抗温纳米水凝胶的原料有纳米二氧化硅(15+5nm)、氨基硅烷偶联剂、防塌性单体、抗温性单体、引发剂,采用如下步骤制备而成:

纳米二氧化硅的改性:将纳米二氧化硅置于100-120℃真空干燥箱中干燥14-16h,准确称取干燥后的纳米二氧化硅5-6g,加入到80-100mL乙醇/水的分散液中,超声分散90-100min,然后边搅拌边滴加二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷(NQ-62)5-6g,在70-80℃反应12h后,用乙醇洗涤,反复3-5次,最后置于50-60℃真空干燥箱中干燥2-3h得到改性纳米二氧化硅;

防塌和抗温纳米水凝胶:将纳米二氧化硅置于烧杯中,加入蒸馏水并超声分散90-100min后转入反应器中,将防塌性单体、抗温性单体分别溶于去离子水中后转入反应器中,磁力搅拌2-3h;将反应器升温至80-100℃后,向反应体系中加入引发剂反应6-8h;待反应体系自然冷却后,用蒸馏水浸泡3-4天,每天定时换水3-5次,即得防塌和抗温纳米水凝胶。

2.根据权利要求1所述的防塌和抗温纳米水凝胶,其特征在于,透析袋的截留分子量为15000-20000。

3.根据权利要求1-2所述的防塌和抗温纳米水凝胶,其特征在于,防塌性单体为N,N-丙二胺、N,N-丁二胺、N,N-戊二胺、N,N-己二胺中的一种;所述抗温性单体为4-氨基-6-(2-丁)-1,3-苯二磺酰胺、4-氨基-6-异丁基-1,3-苯二磺酰胺、4-氨基-6-丁基-苯-1,3-二磺酰氯等中的一种;所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮二异庚腈中的一种。

4.根据权利要求1-3所述的防塌和抗温纳米水凝胶,其特征在于,所述乙醇/水的分散液中水与乙醇的体积比为1:4.5-5,所述纳米二氧化硅的添加量为防塌性和抗温性单体总重量的5-20%;所述防塌性单体与抗温性单体的摩尔比为1:0.1-0.5;所述引发剂的用量为防塌性单体重量的1-5%。

5.一种水基钻井液,其特征在于,所述钻井液中添加有权利要求1-4任一所述的防塌和抗温纳米水凝胶。

6.根据权利要求5所述的水基钻井液,其特征在于,所述钻井液包括以下组分:水,膨润土,NaOH,阴离子聚丙烯酰胺(ZXW-Ⅱ),高粘度羧甲基纤维素(CMC-HV),丙烯酰胺与丙酸盐多元共聚物(PAC-141),磺化酚醛树脂(SMP-1),酰胺基胺(FRH),防卡降滤失剂(PPL),防卡润滑剂(FK-10),乳化剂(SP-80),防塌和抗温纳米水凝胶,除硫剂,CaO,重晶石。

7.根据权利要求5和6所述的水基钻井液,其特征在于,以100重量份的水为基准,所述膨润土的加量为2-4重量份,所述NaOH的加量为0.1-0.3重量份,所述ZXW-Ⅱ的加量为0.01-0.03重量份,所述CMC-HV的加量为0.3-0.8重量份,所述PAC-141的加量为4-6重量份,所述SMP-1的加量为5-6重量份,所述FRH的加量为3-5重量份,所述PPL的加量为1-2重量份,所述FK-10的加量为4-5重量份,所述SP-80的加量为0.3-0.5重量份,所述温防塌和抗温纳米水凝胶防塌剂的加量为1-5重量份,所述除硫剂的加量为1-1.5重量份,所述CaO的加量为0.3-0.5重量份,所述重晶石的加量为5-20重量份。

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