[发明专利]一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，所述油基钻井液体系含有油溶性选择性絮凝剂，所述油溶性选择性絮凝剂是由阳离子单体接枝二氧化硅与甲基丙烯酸酯类单体、马来酸酐通过接枝聚合反应制得；所述油基钻井液体系中油溶性选择性絮凝剂的含量为0.1-2wt％。

2.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，所述阳离子单体为二烯丙基氯化铵类单体，其结构通式如下式I所示：

式I中，R₁、R₂各自独立的选自碳原子数为1-5的烷基；

所述甲基丙烯酸酯类单体的结构通式如下式II所示：

式II中，R₃为碳原子数为4-18的烷基。

3.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，所述油溶性选择性絮凝剂按照下述方法制备得到：

(1)向纳米硅溶胶中加入硝酸铈铵溶液，升温至反应温度，氮气除氧后，加入阳离子单体进行保温反应；反应完成后，经离心、洗涤、干燥，得到阳离子单体接枝二氧化硅；

(2)将阳离子单体接枝二氧化硅加入无水乙醇中，加入甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐，分散均匀，氮气除氧后，加入引发剂，进行反应；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到油溶性选择性絮凝剂。

4.根据权利要求3所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(1)中所述纳米硅溶胶为碱性纳米硅溶胶，pH为9-11，所述纳米硅溶胶中SiO₂的粒径为10-15nm，质量分数为15-40％，优选为25-35％；

优选的，步骤(1)中所述硝酸铈铵溶液的浓度为0.01-0.5mol/L，进一步优选为0.1-0.3mol/L；所述硝酸铈铵溶液与纳米硅溶胶的体积比为1:3-15，进一步优选为1:4-8；

优选的，步骤(1)中所述反应温度为35-60℃，进一步优选为45-55℃；

优选的，步骤(1)中所述阳离子单体的质量与纳米硅溶胶的体积之比为0.05-2g:1mL，进一步优选为0.2-1g:1mL，更优选为0.3-0.8g:1mL；

优选的，步骤(1)中所述保温反应的时间为5-8h，进一步优选为6-7h；

优选的，步骤(1)中所述洗涤为使用无水乙醇洗涤离心所得沉淀2-3次，所述干燥为在60-80℃下真空干燥至恒重。

5.根据权利要求3所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(2)中所述阳离子单体接枝二氧化硅的质量与无水乙醇的体积之比为0.1-5g:50mL，进一步优选为1-3g:50mL；

优选的，步骤(2)中所述甲基丙烯酸酯类单体与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为0.5-5:1，进一步优选为2-4:1；

优选的，步骤(2)中所述马来酸酐与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为0.5-5:1，进一步优选为1-3:1。

6.根据权利要求3所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(2)中所述分散为使用剪切机高速剪切分散，剪切机的转速为3000-10000rpm，优选为5000-8000rpm；

优选的，步骤(2)中所述引发剂为2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种；所述引发剂的质量为阳离子单体接枝二氧化硅、甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐总质量的0.1-2％，进一步优选为0.5-1.5％；

优选的，步骤(2)中所述反应的温度为50-80℃，进一步优选为60-70℃；所述反应的时间为7-12h，进一步优选为8-10h；

优选的，步骤(2)中所述洗涤为使用无水乙醇洗涤2-3次，所述干燥为在60-80℃下真空干燥至恒重。