[发明专利]一种改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂及水基钻井液

权利要求书

1.一种改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂，其特征在于，所述改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂的原料为50nm的纳米二氧化锰，苯乙烯，丙烯酸苯酯类化合物，硅基丙烯醇类化合物，烷基丙烯酰胺类化合物，硅烷偶联剂，交联剂，引发剂；采用步骤如下制备而成：

S1、改性二氧化锰：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；

S2、首先，取S1得到的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，再称取丙烯酸苯酯类化合物，硅基丙烯醇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6.5-7.5之间，升温至60-70℃，反应2-3h，再称取苯乙烯，烷基丙烯酰胺类化合物于反应器中，搅拌20-30min，再加入交联剂及引发剂反应4-5h，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80-180nm的改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂；

所述改性纳米二氧化锰，苯乙烯，丙烯酸苯酯类化合物，硅基丙烯醇类化合物，烷基丙烯酰胺类化合物的摩尔质量比为2:3:1:1:3；

所述交联剂的加量为改性纳米二氧化锰，苯乙烯，丙烯酸苯酯类化合物，硅基丙烯醇类化合物，烷基丙烯酰胺类化合物五种单体总重量的1%-3%；

所述引发剂的加量为改性纳米二氧化锰，苯乙烯，丙烯酸苯酯类化合物，硅基丙烯醇类化合物，烷基丙烯酰胺类化合物五种单体总重量的1%-3%；

所述丙烯酸苯酯类化合物为丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯中的一种；

所述硅基丙烯醇类化合物为对3-三甲基硅基丙烯醇，反式-3-(三甲基硅基)烯丙醇中的一种；

所述烷基丙烯酰胺类化合物为N-异丙基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺中的一种。

2.根据权利要求1所述的改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂，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-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。

3.根据权利要求1所述的改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂，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）中的一种；所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾中的一种。

4.一种水基钻井液，其特征在于，所述钻井液中添加有权利要求1所述的改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂。

5.根据权利要求4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，无水碳酸钠，氢氧化钠，包被剂KPAM，降滤失剂SMP-1，防塌剂FRH，防卡润滑剂FK-10，CaO，改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂，提切剂NH-1，除硫剂GHT-95，重晶石。

6.根据权利要求5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，所述无水碳酸钠的加量为0.1-0.3重量份，所述氢氧化钠的加量为0.1-0.3重量份，所述KPAM的加量为0.01-0.03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FK-10的加量为4-5重量份，所述CaO的加量为0.3-0.5重量份，所述改性二氧化锰纳米水凝胶封堵剂的加量为1-4重量份，所述NH-1的加量为1-2重量份，所述GHT-95的加量为1-1.5重量份，所述重晶石的加量为0-210重量份，钻井液密度为1.05-2.20g/cm³。