[发明专利]负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法、粘土流型调节剂及水基钻井液

说明书

本申请公开了一种负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法、粘土流型调节剂及水基钻井液，将粘土矿物的粒子在第一溶剂中悬浮，在酸液的调节下，通过预设的溶胶及凝胶法对将粒子的表面所负载的金属氧化物进行处理，得到负载金属氧化物的粘土流型调节剂；水解硅烷偶联剂以得到第二溶剂，并将负载金属氧化物的粘土流型调节剂悬浮在第二溶剂中产生第一反应，得到大分子引发剂；将大分子引发剂与丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐以及苯乙烯在第三溶剂中产生第二反应，得到目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂。通过将两种改性金属氧化物方法进行结合，可以解决流型调节剂在超高温下降解且抗温抗污染性能难以兼顾的问题。

技术领域

本申请涉及钻井液技术领域，尤其涉及一种负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法、粘土流型调节剂及水基钻井液。

背景技术

钻井液的流变性在解决钻井液携带岩屑，以及保证钻井施工安全方面有重要作用，因此需在钻井液中添加流型调节剂来调节钻井液的流变性能。

但是，在高盐、高温条件下，水基钻井液用流型调节剂的性能受到显著影响，易出现钻井液黏度、切力不足，无法有效悬浮岩屑，并造成滤失量增加、井壁失稳等问题。

因此，如何有效改善超高温水基钻井液的流动性是保证钻井工程顺利进行的关键技术之一。研制出能够抗超高温高性能流型调节剂是解决这一难题的有效技术途径。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法、粘土流型调节剂及水基钻井液，旨在解决流型调节剂在超高温下降解且抗温抗污染性能难以兼顾的问题，提高水基钻井液的抗温性。

为实现上述目的，本申请提供一种负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，所述负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法包括：

将粘土矿物的粒子在第一溶剂中悬浮，在酸液的调节下，通过预设的溶胶及凝胶法对将所述粒子的表面所负载的金属氧化物进行处理，得到负载金属氧化物的粘土流型调节剂；

水解硅烷偶联剂以得到第二溶剂，并将所述负载金属氧化物的粘土流型调节剂悬浮在所述第二溶剂中产生第一反应，得到大分子引发剂；

将所述大分子引发剂与丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐以及苯乙烯在第三溶剂中产生第二反应，得到目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂。

可选地，所述将粘土矿物的粒子在第一溶剂中悬浮，在酸液的调节下，通过预设的溶胶及凝胶法对将所述粒子的表面所负载的金属氧化物进行处理，得到负载金属氧化物的粘土流型调节剂的步骤包括：

将所述粒子以及所述金属氧化物加入到所述第一溶剂中进行悬浮，并通入氮气进行搅拌；

向所述第一溶剂依次滴加预设的前驱体以及所述酸液，并通过真空干燥以得到所述负载金属氧化物的粘土流型调节剂。

可选地，所述将所述大分子引发剂与丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐以及苯乙烯在第三溶剂中产生第二反应，得到目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂的步骤包括：

将所述硅烷偶联剂以预设速率添加至预设温度的水解液中进行超声分散，得到所述第二溶剂；

将所述负载金属氧化物的粘土流型调节剂分散于所述第二溶剂中，依次进行所述第一反应以及真空干燥，得到所述大分子引发剂。

可选地，所述将所述大分子引发剂与丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐以及苯乙烯在第三溶剂中产生第二反应，得到目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂的步骤包括：

将所述大分子引发剂溶于所述第三溶剂，并依次向所述第三溶剂中加入所述丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐以及苯乙烯，得到第四溶剂；