[发明专利]用于天然气水合物的控温微胶囊及其制备方法与应用以及水基钻井液

权利要求书

1.一种用于天然气水合物的控温微胶囊，所述控温微胶囊包括：芯材，以及包覆所述芯材的壁材；其中，

所述芯材为含相变材料的溶液，所述壁材为二氧化硅；

所述相变材料为四丁基溴化铵。

2.根据权利要求1所述的控温微胶囊，其中，所述含相变材料的溶液含有水，所述含相变材料的溶液中相变材料的浓度为1-50wt％，优选为35-45wt％。

3.根据权利要求1或2所述的控温微胶囊，其中，所述芯材：壁材的重量比为(2-5)：1，优选为(2-3)：1。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的控温微胶囊，其中，所述控温微胶囊的平均粒径为1-20μm，优选为1-10μm；

优选地，所述控温微胶囊的相变温度为0-13℃，进一步优选为10-13℃；

优选地，所述控温微胶囊的相变潜热为50-130J/g，进一步优选为100-130J/g；

优选地，所述控温微胶囊的包覆率为10-70％，进一步优选为60-70％。

5.一种权利要求1-4中任意一项所述的控温微胶囊的制备方法，包括：

(1)将含相变材料的溶液与第一乳化剂进行第一混合，得到分散相；

(2)将油相溶剂与第二乳化剂进行第二混合，得到连续相；

(3)将所述分散相与连续相进行第三混合，得到油包水乳液；

(4)将第一硅源、第二硅源依次加入所述油包水乳液中进行反应，产物进行洗涤、过滤和干燥，得到用于天然气水合物的控温微胶囊。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述含相变材料的溶液含有水，所述含相变材料的溶液中相变材料的浓度为1-50wt％；

优选地，所述相变材料为四丁基溴化铵；

优选地，所述第一乳化剂选自吐温系列乳化剂、聚氧乙烯单硬脂酸酯和聚氧乙烯十八醇中的至少一种；

优选地，所述含相变材料的溶液与第一乳化剂的重量比为(20-25)：1；

优选地，所述第一混合的条件包括：温度为20-30℃，时间为30-60min。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述油相溶剂选自液体石蜡、四氯甲烷、石油醚和正己烷中至少一种；

优选地，所述第二乳化剂选自司盘系列乳化剂、丙二醇单月桂酸酯和丙二醇脂肪酸酯中的至少一种；

优选地，所述油相溶剂与第二乳化剂的重量比为(15-20)：1；

优选地，所述第二混合的条件包括：温度为20-30℃，时间为30-60min；

优选地，步骤(3)中，所述分散相与连续相的重量比为1：(1-5)；

优选地，步骤(3)中，所述第三混合的条件包括：温度为40-50℃，时间为30-60min。

8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其中，步骤(4)中，所述第一硅源与第二硅源不同，且各自独立地选自硅酸四乙酯、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷和正辛基三乙氧基硅烷中的至少一种；

优选地，所述(第一硅源+第二硅源)：油包水乳液中相变材料的重量比为1：(1-10)，优选为1：(1-5)；

优选地，所述第一硅源：第二硅源的重量比为1：(0.2-2)；

优选地，所述反应的条件包括：温度为40-50℃，时间为10-12h。

9.一种权利要求1-4中任意一项所述的控温微胶囊在天然气水合物开采中的应用。

10.一种水基钻井液，包含权利要求1-4中任意一项所述的控温微胶囊；

优选地，基于所述钻井液的总重量，所述钻井液中所述控温微胶囊的含量为3-10wt％。