[发明专利]一种改性二氧化钛纳米封堵剂及水基钻井液

权利要求书

1.一种改性二氧化钛纳米封堵剂，其特征在于，所述改性二氧化钛纳米封堵剂的原料为粒径为5-10nm的羟基化纳米二氧化钛、含氨基的硅烷偶联剂、丁二烯类化合物、双氨丙基苯类化合物、含烯键的磺酸类化合物，采用如下步骤合成：

S1、将0.5-0.6mol羟基化二氧化钛加入120mL甲苯溶液中，将升温至80-90℃边搅拌边加入0.1-0.2mol含氨基的硅烷偶联剂，使羟基化二氧化钛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，得到改性纳米二氧化钛，将改性纳米二氧化钛用100-110mL甲苯分散，加入0.3-0.35mol丁二烯类化合物，在60-70℃的条件下反应24h，减压蒸馏2h，用甲苯洗涤、过滤，除去未反应的单体，真空干燥2h，取0.3-0.35mol干燥后的产品加入到100-110mL甲苯中，搅拌至分散，保持通入氮气20-30min，缓慢加入0.3-0.35mol双氨丙基苯类化合物，升温至10℃，反应48h后，减压蒸馏并用甲苯洗涤、过滤，除去未反应的单体，真空干燥2h，得到末端官团能为胺的化合物；

S2、将S1制得的末端官能团为胺的化合物用100-110mL甲苯分散，加入0.3-0.35mol含烯键的磺酸类化合物，在65-70℃的条件下反应48h，减压蒸馏2h，用甲苯洗涤、过滤，除去未反应的单体，真空干燥2h，将烘干的样品研磨，得到粒径为70-280nm的改性二氧化钛化合物；

上述步骤中，所述的含氨基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH540)；所述丁二烯类化合物为1,3-丁二烯，2,3-二甲基-1,3-丁二烯中的一种；所述双氨丙基苯类化合物为1,4-双(3-氨丙基二甲基甲硅烷基)苯，双(3-氨丙基)苯基膦中的一种；所述的含烯键的磺酸类化合物为乙烯基磺酸，2-甲基-2-丙烯酸-2-磺乙酯中的一种。

2.一种水基钻井液，其特征在于，所述钻井液中添加有权利要求1任一所述的一种改性二氧化钛纳米封堵剂。

3.根据权利要求2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，无水NaCO₃，包被剂KPAM，降滤失剂SMP-1，防塌剂FRH，防卡润滑剂FK-10，碱度调节剂CaO，改性二氧化钛纳米封堵剂，加重剂毫微重晶石。

4.根据权利要求3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，所述无水NaCO₃的加量为0.1-0.3重量份，所述包被剂KPAM的加量为0.01-0.03重量份，所述降滤失剂SMP-1的加量为5-6重量份，所述防塌剂FRH的加量为3-5重量份，所述防卡润滑剂FK-10的加量为4-5重量份，所述碱度调节剂CaO的加量为0.3-0.5重量份，所述改性二氧化钛纳米封堵剂加量为1-5重量份，所述加重剂毫微重晶石的加量为0～220重量份。