[发明专利]一种基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂及水基钻井液

权利要求书

1.一种基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂，其特征在于，所述基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂其制备步骤如下：

S1、称取0.5～1摩尔的纳米二氧化硅在100～150mL无水乙醇中，超声分散30～45min，加入盐酸溶液调节pH值至4～5，再加入2～3摩尔的含氨基的硅烷偶联剂得到混合液，将混合液在50～70℃条件下搅拌3～4h，反应结束后放入离心机中，以5000rpm的转速离心5min，然后过滤，之后用去离子水和无水乙醇洗涤固体物质3次，最后，将固体置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到改性纳米二氧化硅；

S2、将120-150ml的乙酸甲酯引入250mL圆底三颈瓶中，加入0.5～1摩尔的改性纳米二氧化硅，并超声分散30-40min，再分别加入1～3摩尔D-丙氨酸甲酯盐酸盐，随后加入0.5～1摩尔的O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸季铵盐，在50～70℃下冷却回流5～7小时，之后用去离子水和无水乙醇洗涤固体物质3次，最后，将固体置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到改性纳米二氧化硅接枝聚合物；

S3、将0.5～1摩尔改性纳米二氧化硅接枝聚合物分散于100～150mL的蒸馏水中，加入1～5mL浓度为36％的浓盐酸，1～3摩尔的含双键的氯代物，冷凝回流5～8小时，将得到的产物用去离子水和无水乙醇洗涤固体物质3次，最后，将固体置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到季铵化改性纳米二氧化硅；

S4、将0.5～1摩尔的季铵化改性纳米二氧化硅分散在100～150mL的去离子水中，在20～30℃的条件下缓慢加入1.5～3.5摩尔的含磺酸官能团的胺类化合物，搅拌反应30～40min后移至油浴锅中，在50～70℃条件下搅拌10～12h；反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，将得到的产物用去离子水洗涤固体物质3次，最后，将固体置于60℃烘箱中真空干燥24h，得到基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂。

2.根据权利要求1所述的基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中含氨基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的含双键的氯代物为氯丙烯、3-氯-2-甲基丙烯、1-氯-2-丁烯、3-氯-1-丁烯、4-氯-1-丁烯、1-氯-3-甲基-2-丁烯、5-氯-1-戊烯、2-氯-3-丁烯-1-醇、反-4-氯巴豆醇、6-氯-1-己烯、3-(2-氯乙氧基)-丙烯、氯乙酸乙烯酯、丙烯酸氯乙酯和氯乙酸丙烯酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中含磺酸官能团的胺类化合物为N-(2-乙酰胺基)-2-氨基乙磺酸、脒基牛磺酸、牛磺酸、3-氨基-1-丙磺酸、3-双(2-羟乙基)氨基-2-羟基丙磺酸、三羟甲基甲胺基丙磺酸和3-三羟甲基甲胺-2-羟基丙磺酸中的一种。

5.一种水基钻井液，其特征在于，所述钻井液中含有权利要求1-4所述的基于纳米二氧化硅强吸附封堵剂，以重量份计，所述钻井液包括以下组分：100份的淡水，1-10份膨润土，0.5-1份流型调节剂，2-5份降滤失剂，10-20份抑制剂，2-5份润滑剂，3-6份天然沥青，0-210份加重剂，2.5-5份pH调节剂，1-5份基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂。

6.根据权利要求5所述的水基钻井液，其特征在于，所述流型调节剂为VIS-B，所述降滤失剂为STARFLO和EnPOLY中的一种，所述抑制剂为JH-MULF；所述润滑剂为石墨粉；所述加重剂为重晶石；所述pH调节剂为NaOH和KOH中的一种；其中，VIS-B、STARFLO、EnPOLY和JH-MULF来自荆州嘉华科技有限公司。

7.根据权利要求5所述的水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液的pH为8.5-10。

8.根据权利要求5所述的水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液在不加基于纳米二氧化硅强吸附抗盐封堵剂时的密度为1.05-2.10g/cm³。