CN110003868B - 超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法，钻井液包括以下重量分数的组分：水60‑70份、基础油30‑40份、主乳化剂3‑4份、辅乳化剂1‑3份、抗高温增粘剂1‑3份、抗高温降滤失剂2‑3份；还包括pH调节剂和密度调节剂；其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精。本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，引入环糊精后形成网络结构，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物，从而提高钻井液的抗温性能和减少降滤失。
Description
技术领域
本发明涉及钻井液领域。更具体地说，本发明涉及超高温260摄氏度高温钻井液及其制备方法。
背景技术
干热岩(HDR)，也称增强型地热系统(EGS)，或称工程型地热系统，是一般温度大于200℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体。这种岩体的成分可以变化很大，绝大部分为中生代以来的中酸性侵入岩，但也可以是中新生代的变质岩，甚至是厚度巨大的块状沉积岩。
钻井液在井底高温条件下，易导致降滤失剂性能减弱，造成钻井液粘度增加或固化，导致井壁不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，引入环糊精后形成网络结构，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物，从而提高钻井液的抗温性能和减少降滤失。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水60-70份、基础油30-40份、主乳化剂3-4份、辅乳化剂1-3份、抗高温增粘剂1-3份、抗高温降滤失剂2-3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9-10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将质量体积比为1:2-3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2-4h，然后用20-30kHz超声波超声1-2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇和催化剂，在80℃下反应30-60min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸，之后升温至80℃，继续反应2-3h，接着降温至25-30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20-30min，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石，接着升温至60℃，搅拌40-50min后，加入环糊精，反应30-40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01-0.03:0.05-1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1-1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100-300ppm，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
优选的是，所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15-20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3-5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10-15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9-10后，搅拌15-20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，环糊精具有外亲水内疏水的特性，蒙脱石具有较大的比表面积和阳离子交换量，对金属离子具有吸附性能，聚氨酯分子链上具有大量亲水性基团，使得Na+或Ca+压缩双电层所降低的ξ电位得到补偿，能有效抑制颗粒间相互聚并的趋势。将环糊精与蒙脱石通过化学交联结合，蒙脱石片层均匀分散在聚合物基体中，使得复合材料性能更稳定，将蒙脱石的刚性、尺寸稳定性和热稳定性与聚合物的双亲性质、微观相分离性揉合在一起，使该材料在原有聚合物特性的基础上，明显改善了聚合物的物理机械性能、热稳定性能，可以同时高效吸附有机物和金属离子，能与钻井液中的聚合物或表面活性物质形成超分子包合物膜，抗温、抗盐性好，具有稳定的流变性能，在260℃下老化16h后室温评价均能显示优异的降滤失效果。
本发明以蒙脱石增强聚氨酯/环糊精为抗高温降滤失剂，聚氨酯上的疏水链段因疏水缔合作用自组装成纳米级的胶束，使得亲水性链段进入泥饼孔隙，疏水链段形成的纳米级胶束留在孔隙外而起堵孔作用，并形成致密的泥饼，降低了渗透率，提高了泥饼质量而降低了泥浆体系的滤失量。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水60份、基础油30份、主乳化剂3份、辅乳化剂1份、抗高温增粘剂1份、抗高温降滤失剂2份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、蒙脱石的氨基化：将质量体积比(蒙脱石的质量和氨基硅烷偶联剂的体积)为1:2g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2h，然后用15kHz超声波超声1h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯(异氰酸酯基能与活泼氢反应，如羟基、氨基上的氢。异氰酸酯基的摩尔数较大，能不断地与具有活泼氢的物质反应)后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇(异氰酸酯基与羟基反应)和催化剂，在80℃下反应30min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸(异氰酸酯基与羟基反应，并在聚合物链段上引入羧基)，之后升温至80℃，继续反应2h，接着降温至25℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20min，将羧基中和，引入亲水性基团，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石(异氰酸酯基与硅烷偶联剂上的氨基反应)，接着升温至60℃，搅拌40min后，加入环糊精(异氰酸酯基与羟基反应)，反应30min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；引入环糊精后形成网络结构，有利于聚合物在钻井液中成膜。
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01:0.05，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3:1。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100ppm，所述环糊精为α-环糊精。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9后，搅拌15min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0g/cm3。
实施例2
超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水65份、基础油35份、主乳化剂4份、辅乳化剂2份、抗高温增粘剂2份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.1g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、蒙脱石的氨基化：将质量体积比为1:3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌3h，然后用20kHz超声波超声1.5h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯(异氰酸酯基能与活泼氢反应，如羟基、氨基上的氢。异氰酸酯基的摩尔数较大，能不断地与具有活泼氢的物质反应)后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇(异氰酸酯基与羟基反应)和催化剂，在80℃下反应45min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸(异氰酸酯基与羟基反应，并在聚合物链段上引入羧基)，之后升温至80℃，继续反应2.5h，接着降温至27℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化25min，将羧基中和，引入亲水性基团，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石(异氰酸酯基与硅烷偶联剂上的氨基反应)，接着升温至60℃，搅拌45min后，加入环糊精(异氰酸酯基与羟基反应)，反应35min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；引入环糊精后形成网络结构，有利于聚合物在钻井液中成膜。
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.02:0.07，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为200ppm，所述环糊精为β-环糊精。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌17min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌4min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌12min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌17min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.1g/cm3。
实施例3
超高温260摄氏度高温钻井液，包括以下重量分数的组分：
水70份、基础油40份、主乳化剂4份、辅乳化剂3份、抗高温增粘剂3份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、蒙脱石的氨基化：将质量体积比为1:3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌4h，然后用30kHz超声波超声2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯(异氰酸酯基能与活泼氢反应，如羟基、氨基上的氢。异氰酸酯基的摩尔数较大，能不断地与具有活泼氢的物质反应)后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇(异氰酸酯基与羟基反应)和催化剂，在80℃下反应60min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸(异氰酸酯基与羟基反应，并在聚合物链段上引入羧基)，之后升温至80℃，继续反应3h，接着降温至30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化30min，将羧基中和，引入亲水性基团，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石(异氰酸酯基与硅烷偶联剂上的氨基反应)，接着升温至60℃，搅拌50min后，加入环糊精(异氰酸酯基与羟基反应)，反应40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；引入环糊精后形成网络结构，有利于聚合物在钻井液中成膜。
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.03:1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.7:1。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为300ppm，所述环糊精为γ-环糊精。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
所述的超高温260摄氏度高温钻井液中，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.2g/cm3。
对比例1
一种钻井液，包括以下重量分数的组分：
水60份、基础油30份、主乳化剂3份、辅乳化剂1份、抗高温增粘剂1份、抗高温降滤失剂2份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物(申请号为201010131860.0AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物降滤失剂及制备方法实施例1)；
所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
氨基硅烷偶联剂为KH-550。
钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9后，搅拌15min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0g/cm3。
对比例2
一种钻井液，包括以下重量分数的组分：
水65份、基础油35份、主乳化剂4份、辅乳化剂2份、抗高温增粘剂2份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.1g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物(申请号为201010131860.0 AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物降滤失剂及制备方法实施例1)；
所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
氨基硅烷偶联剂为KH-550。
钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌17min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌4min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌12min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌17min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.1g/cm3。
对比例3
一种钻井液，包括以下重量分数的组分：
水70份、基础油40份、主乳化剂4份、辅乳化剂3份、抗高温增粘剂3份、抗高温降滤失剂3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物(申请号为201010131860.0 AM/DMDAAC/烯丙基环糊精聚合物降滤失剂及制备方法实施例1)；
所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
所述辅乳化剂由HLB值为7.5的聚氧二烯二油酸酯和HLB值为8的聚氧丙烯硬脂酸酯按质量比为1:2混合后制得。
氨基硅烷偶联剂为KH-550。
钻井液的制备方法，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为10后，搅拌20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.2g/cm3。
对比例4
与实施例1不同的是，抗高温降滤失剂的重量分数为1.8份，其他均相同。
对比例5
与实施例3不同的是，抗高温降滤失剂的重量分数为3.2份，其他均相同。
试验1
采用XGRL-2型滚子加热炉对实施例1-3和对比例1-5中制备的钻井液进行热滚，测试该钻井液的基本性能。表1为实施例1-3和对比例1-5中制备的钻井液的性能评价结果。
表1实施例1-3和对比例1-5中制备的钻井液的性能评价结果
测试温度：50℃HTHP：3.5MPa*180℃热滚时间：16h
其中，AV：表观粘度；PV：塑性粘度；YP：动切力；YP/PV：动塑比；FLHTHP：高温高压滤失量；ES：破乳电压。
由表1可知，实施例1-3中制备的钻井液经过热滚后流变性能较好，体系中各种材料发挥协同作用明显，动切力较对比例1-3中制备的钻井液高，因而具有独特的流变性特性，可以提供很强的悬浮能力，从而有效地控制密度调节剂的沉降，动塑比都较对比例1-3中制备的钻井液高，因而能够在高剪率下有效地破岩和在低剪率下有效地携带岩屑，经260℃高温热滚16h后高温高压滤失量都较对比例1-3中制备的钻井液低，因而抗高温能力强，破乳电压都较对比例1-3中制备的钻井液高，因而能保证体系的电稳定性。
与实施例1中制备的钻井液相比，对比例4中制备的钻井液中抗高温降滤失剂的用量略减小后，动切力降低，流变性变差，动塑比降低，携带岩屑的能力降低，经260℃高温热滚16h后高温高压滤失量增加较多，抗高温能力变差，破乳电压降低，体系的电稳定性降低，说明抗高温降滤失剂的最小添加量为2份。
与实施例3中制备的钻井液相比，对比例5中制备的钻井液中抗高温降滤失剂的用量略增加后，动切力降低，流变性变差，动塑比降低，携带岩屑的能力降低，经260℃高温热滚16h后高温高压滤失量略增加，抗高温能力略变差，破乳电压降低，体系的电稳定性降低，说明抗高温降滤失剂的最大添加量为3份，这样也能节约成本。
试验2
向实施例2中制备的钻井液中加入污染物后，测试该钻井液热滚后的基本性能。表2为实施例2中制备的钻井液的性能评价结果。
表2实施例2中制备的钻井液的性能评价结果
测试温度：50℃HTHP：3.5MPa*180℃热滚时间：16h
由表2可知，实施例2中制备的钻井液性能稳定，具有很好的抗污染能力，与未污染的体系相比，添加电解质后，体系的粘度、动切力变大，这是因为体系发生了盐侵和钙侵，使得体系中的颗粒絮凝程度增加，当发生盐侵或钙侵的体系经高温热滚后，其粘度、动切力和滤失量均下降，这是因为聚氨酯上的亲水性链段部分水解，使得Na+或Ca+压缩双电层所降低的ξ电位得到补偿，能有效抑制颗粒间相互聚并的趋势。聚氨酯上疏水链段的疏水缔合作用，使得大分子线团存在较多的物理交联点，保护了体系中存在的细微粒，并限制了交联网络中自由水的流动，从而降低了体系的滤失量，聚氨酯上的疏水链段因疏水缔合作用自组装成纳米级的胶束，使得亲水性链段进入泥饼孔隙，疏水链段形成的纳米级胶束留在孔隙外而起堵孔作用，并形成致密的泥饼，降低了渗透率，提高了泥饼质量而降低了泥浆体系的滤失量。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (6)
1.超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，包括以下重量分数的组分：
水60-70份、基础油30-40份、主乳化剂3-4份、辅乳化剂1-3份、抗高温增粘剂1-3份、抗高温降滤失剂2-3份；
还包括pH调节剂和密度调节剂；
pH调节剂和密度调节剂的用量设置为：采用pH调节剂配成质量分数为40％的水溶液能调节体系pH值为9-10，采用密度调节剂能调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3；
其中，所述抗高温降滤失剂为蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
所述抗高温降滤失剂的制备方法包括以下步骤：
步骤一、将质量体积比为1:2-3g/L的蒙脱石和氨基硅烷偶联剂加入甲苯溶液中，于80℃下强烈搅拌2-4h，然后用20-30kHz超声波超声1-2h，超声结束后，过滤，洗涤，烘干，得到硅烷偶联剂改性的蒙脱石；
步骤二、在氮气保护下，向反应器中加入二环己基甲烷二异氰酸酯后，逐渐升温至65℃，之后滴加真空脱水后的聚丁二醇和催化剂，在80℃下反应30-60min，得到预聚体；
步骤三、将预聚体降温至40℃后，向预聚体中加入二羟甲基丁酸，之后升温至80℃，继续反应2-3h，接着降温至25-30℃，在高速搅拌的同时，加入含中和剂的去离子水，中和剂的浓度为0.2mol/L，乳化20-30min，之后加入步骤一中制备的硅烷偶联剂改性的蒙脱石，接着升温至60℃，搅拌40-50min后，加入环糊精，反应30-40min，之后将反应液在60℃下进行干燥，粉碎后，得蒙脱石增强聚氨酯/环糊精；
其中，二环己基甲烷二异氰酸酯、聚丁二醇、二羟甲基丁酸、氨基硅烷偶联剂、环糊精的摩尔比为2:0.8:0.2:0.01-0.03:0.05-1，氨基硅烷偶联剂改性的蒙脱石与环糊精的质量比为0.3-0.7:1。
2.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述中和剂为KOH，中和剂与二羟甲基丁酸的摩尔比为1-1.1:1，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡酯，其用量为100-300ppm，所述环糊精为α-环糊精、β-环糊精或γ-环糊精。
3.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述基础油为5#白油，所述抗高温增粘剂由质量比为3:2的凹凸棒石粘土和海泡石混合后制得，所述pH调节剂为KOH，所述密度调节剂为重晶石。
4.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，所述主乳化剂由质量比为1:2:3:2的十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚AE09在80℃下高速搅拌30min后制得。
5.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液，其特征在于，氨基硅烷偶联剂为KH-550。
6.如权利要求1所述的超高温260摄氏度高温钻井液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将抗高温增粘剂加入水中，高速搅拌15-20min后，加入辅乳化剂，高速搅拌5min，然后加入主乳化剂，高速搅拌3-5min，之后加入基础油，高速搅拌10min，接着加入抗高温降滤失剂，高速搅拌10-15min，再加入质量分数为40％的pH调节剂水溶液调节体系的pH值为9-10后，搅拌15-20min，最后在搅拌下加入密度调节剂调节体系的密度为2.0-2.2g/cm3。
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