[发明专利]一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料钻井液助剂及其制备方法

权利要求书

1.本发明提供一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料及其钻井液助剂的制备方法，其特征是聚丙烯酰胺无机纳米复合材料的钻井液助剂各组分按照质量份为：

丙烯酰胺          40.0～60.0

纳米无机相        0.4～6.0

水解剂            4.0～18.0

助溶剂            0.4～3.0

络合剂            0.004～0.3

引发剂            0.04～0.30

去离子水          100～1000

所述的聚丙烯酰胺无机纳米复合材料的制备方法为，将丙烯酰胺40.0～60.0份，纳米无机相0.4～6.0份，水解剂4.0～18.0份，助溶剂0.4～3.0份，络合剂0.004～0.3份，去离子水100～1000份加入到三口烧瓶中，充分搅拌均匀，将其冷却至4～12℃，加入引发剂0.04～0.30份，使其缓慢升温聚合反应2小时左右，之后调节温度至100℃，水解3小时。将胶体取出切粒，85℃下干燥，最后粉碎得聚丙烯酰胺无机相纳米复合材料，无机分散相尺度为30～70nm。

所述的聚丙烯酰胺无机纳米复合材料用于制备钻井液的方法是，将其粉体以0.01～0.5wt％的质量份加入钻井液基浆中，然后经过溶解搅拌形成钻井液。

2.本发明所述的一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料钻井液助剂，其特征是采用的水解剂为碳酸钠和碳酸氢钠按一定比例组成的混合物，用于控制聚丙烯酰胺水解程度。水解剂与丙烯酰胺单体的重量百分比分别为0.1～0.3，优选重量百分比0.2。

3.如权利要求1所述的聚丙烯酰胺无机纳米复合材料的制备方法，其特征在于纳米无机相为改性粘土、改性蒙脱石、硝酸镁和硝酸铝共沉淀产物、改性蒙脱石与硝酸镁共沉淀产物、改性蒙脱土与硝酸铝共沉淀产物、改性蒙脱土与硝酸镁及硝酸铝共沉淀产物，或这些共沉淀产物经过多道中间反应程序后所得的产物。

4.本发明所述的一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料钻井液助剂，其特征是采用的助溶剂为尿素、氨水或者醇胺类化合物，用于提高所得聚丙烯酰胺聚合物的水溶性。助溶剂的加入量与丙烯酰胺单体重量百分比为0.01～0.05，优选百分比为0.03。

5.本发明所述的一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料钻井液助剂，其特征是采用的络合剂为N，N’-四甲基乙二胺、乙二胺四乙酸、醋酸乙烯酯胶乳(VAE)，它们中的两种或者三种一定比例的混合物。这些络合剂用于屏蔽无机材料中金属对催化剂的毒害性。其中络合剂的加量与丙烯酰胺单体重量百分比为0.0001～0.005，优选百分比为0.0002～0.004。

6.本发明所述的一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料钻井液助剂，其特征是采用的引发剂由过硫酸铵、亚硫酸钠和偶氮二异丁腈按一定比例组成，用于聚丙烯酰胺与高含量无机相的聚合反应。引发剂过硫酸盐、亚硫酸盐和偶氮二异丁腈的加入量与丙烯酰胺单体的重量百分比分别为0.001～0.005、0.001～0.005、0.0002～0.0006，优选重量百分比为0.0016～0.002、0.0016～0.002、0.0003～0.0005。

7.本发明所述的一种聚丙烯酰胺无机纳米复合材料钻井液助剂，其特征是这种复合材料的使用方法是其粉体以0.01～0.5wt％的比例加入到钻井液基浆中，形成对储层保护的钻井液。