[发明专利]改性超支化聚酯接枝碳微球及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及油田化学领域，公开了一种改性超支化聚酯接枝碳微球的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)在第一催化剂存在下，将氨基化碳微球与同时含有羟基和羧基的AB₂型单体在第一溶剂中进行第一反应，得到第一产物；(2)在第二催化剂存在下，将所述第一产物与含有长烷基链的脂肪酸在第二溶剂中进行第二反应，并将所述第二反应的产物进行洗涤和干燥，制得改性超支化聚酯接枝碳微球。该改性超支化聚酯接枝碳微球用作封堵剂，具有较强的亲油性，与油基钻井液体系配伍性好，能够有效封堵井壁微裂缝或孔隙，提高油基钻井液的高温稳定性，以及具有调节流变性能的作用。

技术领域

本发明涉及油田化学领域，具体涉及一种改性超支化聚酯接枝碳微球及其制备方法和应用。

背景技术

泥页岩地层具有极低的渗透率和微纳米尺寸的孔喉，钻井液在泥页岩井壁形成的泥饼质量差，钻井液滤液一旦与地层接触，使得地层中泥页岩发生水化，引起微孔隙或裂缝扩展，容易导致井壁失稳。泥页岩井壁失稳是目前仍未有效解决的钻井难题。为维持井壁稳定，泥页岩井段钻进主要使用具有很好抑制性的油基钻井液，为进一步提高封堵能力，通常需要在油基钻井液中加入封堵剂。

传统钻井液用封堵剂主要针对水基钻井液，其在油基体系中主要存在团聚严重、配伍性差的问题，无法有效用于油基钻井液体系。

CN105936819A公开了一种油基钻井液用封堵剂，该封堵剂由富含植物纤维的含油植物渣料和占所述含油植物渣料重量的0.2-1％的辅料复配而成的60-150目的固态混合物；其中，所述含油植物渣料为含油植物去除油脂后所剩的残渣；所述辅料为目数≤60目的碳酸钙粉末、硬脂酸镁粉末、滑石粉、微粉硅胶、磷酸氢钙粉末中至少一种。该封堵剂的亲油性依然不够理想，制约分散效果，且所针对的封堵孔隙尺寸偏大，无法与微纳米尺寸的孔隙或裂缝相匹配。

CN107987815A公开了一种用于油基钻井液的封堵剂，该封堵剂的原料按重量份计，包括白油110份至150份、乳化剂11份至15份、水50份至90份、丙烯酰胺15份至30份、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺0.75份至1.5份、氧化还原引发剂0.075份至0.15份。该封堵剂的制备方法按下述步骤进行：第一步，将所需量的水、丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺混合搅拌均匀得到水溶液；第二步，在配制得到的水溶液中加入所需量的白油、乳化剂，乳化10分钟至20分钟，得到乳化溶液；第三步，将得到的乳化溶液升温至50℃至60℃，向升温后的乳化溶液中加入氧化还原引发剂，继续在温度50℃至80℃下反应1小时至5小时后，得到用于油基钻井液的封堵剂。该封堵剂的抗高温性能有待提高。

综上，开发一种在油基钻井液中分散性好、封堵效果佳、配伍性强，并具有较好抗高温性能的封堵剂，对于满足油基钻井液在泥页岩地层深井作业中的使用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的油基钻井液用封堵剂所存在的封堵效果差、与油基钻井液体系配伍性不佳、抗高温能力不足、与地层微裂缝尺寸不匹配的问题，提供了一种改性超支化聚酯接枝碳微球及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明在第一方面提供一种改性超支化聚酯接枝碳微球的制备方法，其特征在于，该方法包括：

(1)在第一催化剂存在下，将氨基化碳微球与同时含有羟基和羧基的AB₂型单体在第一溶剂中进行第一反应，得到第一产物；

(2)在第二催化剂存在下，将所述第一产物与含有长烷基链的脂肪酸在第二溶剂中进行第二反应，并将所述第二反应的产物进行洗涤和干燥，制得改性超支化聚酯接枝碳微球。

本发明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的改性超支化聚酯接枝碳微球。

本发明第三方面提供一种油基钻井液，该油基钻井液含有前述第二方面所述的改性超支化聚酯接枝碳微球。