CN112322259B - 钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液 - Google Patents

钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液 Download PDF

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Abstract

本发明涉及油田化学领域，公开了一种钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液。所述制备方法包括：(1)将表面改性剂和水接触，得到第一悬浮液；(2)将所述第一悬浮液和重晶石粉接触，得到第二悬浮液；(3)将所述第二悬浮液进行研磨、离心和干燥处理，得到钻井液用表面改性重晶石粉；其中，所述表面改性剂包括聚丙烯酸铵、聚顺丁烯二酸铵和马来酸丙烯酸共聚物钠盐中的一种或多种。该表面改性重晶石粉作为高温高密度水基钻井液加重材料，能够显著改善高温高密度钻井液的流变性能和沉降稳定性能，同时也能够改善滤失造壁性能，且沉降稳定性能良好。

Description

钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液
技术领域
本发明涉及油田化学领域，具体涉及一种钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液。
背景技术
随着对石油资源的不断勘探和开发，油气钻探逐渐转向深部地层，因此，钻井工程中钻遇高温高压储层的概率亦逐渐增大。在深井超深井钻井过程中，由于井底压力高，因此需要使用高密度或超高密度钻井液。深井钻井过程中经常因高密度钻井液的流动困难、循环阻力大、激动压力高等而发生井漏或钻井液失稳等复杂问题，改善高密度钻井液的性能是确保深井安全、快速钻进的关键。
高密度钻井液中固相加重颗粒含量较高，其固相颗粒参与钻井液凝胶结构的形成。在高密度钻井液中，尤其在超高密度钻井液中，加重颗粒接触碰撞的概率增大，颗粒间的摩擦阻力增大，形成较强的流动阻力，导致体系的粘度和切力显著增加。当钻井液密度达到2.60g/cm3时，加重固相在钻井液中的体积含量高达50％。由于加重固相含量的大幅增加，固相颗粒的表面润湿和吸附作用大幅度降低了钻井液中自由水含量；众多固相颗粒间相互直接接触的概率极高，固相颗粒间产生的接触摩擦、碰撞和挤压变形等构成的非结构粘度明显增大，导致钻井液的流变性变差。另外，由于井底的高温高压环境，高密度钻井液流变性与沉降稳定性之间的矛盾较为突出。对于高密度钻井液的维护和处理，经常陷入“加重—增稠—降粘—加重剂沉降—密度下降—再次加重”的恶性循环，容易诱发严重的井下事故。
因此，研究和开发一种钻井液用表面改性重晶石粉具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的高密度钻井液中流变性与沉降稳定性难以协同调控的缺陷，以及加重材料沉降并恶化钻井液体系流变性等问题，提供一种钻井液用表面改性重晶石粉及其制备方法和水基钻井液，该表面改性重晶石粉作为高温高密度水基钻井液加重材料，能够显著改善高温高密度钻井液的流变性能和沉降稳定性能，同时也能够改善滤失造壁性能，且沉降稳定性能良好。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种钻井液用表面改性重晶石粉的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(1)将表面改性剂和水接触，得到第一悬浮液；
(2)将所述第一悬浮液和重晶石粉接触，得到第二悬浮液；
(3)将所述第二悬浮液进行研磨、离心和干燥处理，得到钻井液用表面改性重晶石粉；
其中，所述表面改性剂包括聚丙烯酸铵、聚顺丁烯二酸铵和马来酸丙烯酸共聚物钠盐中的一种或多种。
本发明第二方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的钻井液用表面改性重晶石粉。
本发明第三方面提供了一种水基钻井液，其中，所述水基钻井液含有前述所述的钻井液用表面改性重晶石粉。
通过上述技术方案，本发明从重晶石粉表面特性(润湿性、表面吸附特性)出发，采用特定的表面改性剂以及特定含量配比的表面改性剂，以及改性工艺对重晶石粉进行界面化学改性，改善其表面性能及其在高密度水基钻井液中的加重特性。采用该表面改性重晶石粉加重的高密度水基钻井液，具有良好的沉降稳定性、流变性、滤失造壁性及高温稳定性。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供了一种钻井液用表面改性重晶石粉的制备方法，其中，所述的制备方法包括：
(1)将表面改性剂和水接触，得到第一悬浮液；
(2)将所述第一悬浮液和重晶石粉接触，得到第二悬浮液；
(3)将所述第二悬浮液进行研磨、离心和干燥处理，得到钻井液用表面改性重晶石粉；
其中，所述表面改性剂包括聚丙烯酸铵、聚顺丁烯二酸铵和马来酸丙烯酸共聚物钠盐中的一种或多种。
在本发明中，本发明的发明人发现：重晶石粉表面改性对钻井液性能影响方面的研究，越来越受到业内重视。实践表明，通过对重晶石粉表面改性，对其加重的钻井液性能影响显著。通过对重晶石粉表面改性，改善重晶石粉表面性质，可显著降低其加重钻井液的流动阻力，提高钻井液体系的颗粒堆积密度，这也是改善高密度钻井液的流变性和滤失造壁性切实有效的重要技术途径。但是，目前重晶石粉表面改性的研究，针对于钻井液领域研究较少往往抗温性较差，无法满足在深井钻探高温条件。
基于目前的现有技术，本发明的发明人经过大量的科学实验，意外发现：重晶石粉与表面改性剂经过湿法研磨制备的表面改性重晶石，既保留了重晶石粉原有的加重性能，同时又改善了重晶石粉的表面性能。在机械力-化学耦合作用下，重晶石表面包覆表面改性剂，从而释放钻井液体系中的自由水，从而改善钻井液的流变性能。同时，根据斯托克斯公式，经过湿法研磨表面改性的重晶石粉粒度减小，从而在钻井液体系中的沉降速度减慢，改善钻井液的沉降稳定性。此外，重晶石粉在表面改性剂的作用下，减少对钻井液体系中降滤失剂的吸附，使得降滤失剂更多的参与到构成滤失泥饼，从而降低钻井液的滤失量。采用特定的表面改性剂以及特定含量配比的表面改性剂，以及改性工艺对重晶石粉进行机械力-化学改性，改善其表面性能及其在高密度水基钻井液中的加重特性。
另外，本发明的发明人发现：聚丙烯酸铵由于具有聚丙烯酸根阴离子，是一个很强的亲水性基团，它的溶剂化作用很强，能够对重晶石粉进行表面改性；聚顺丁烯二酸铵由于具有聚顺丁烯二酸根阴离子，是一个很强的亲水性基团，它的溶剂化作用很强，能够对重晶石粉进行表面改性；马来酸丙烯酸共聚物钠盐由于具有大量的羧酸基团，能够对重晶石粉进行表面改性。
另外，聚丙烯酸铵的参数包括：粘均分子量5000-6000，密度为1.1g/cm3，pH值为6，实验室自制。聚顺丁烯二酸铵的参数包括：粘均分子量4000-5000，密度为1.18g/cm3，pH值为3，实验室自制。马来酸丙烯酸共聚物钠盐的参数包括：粘均分子量3000-3500，密度为1.2g/cm3，pH值为4，实验室自制。
根据本发明，首先将表面改性剂和水接触，得到第一悬浮液；再将所述第一悬浮液和重晶石粉接触，得到第二悬浮液；而不是将表面改性剂、水和重晶石粉直接接触，配制悬浮液；在本发明中，采用本发明的制备方法，即，首先将表面改性剂和水接触，得到第一悬浮液；再将所述第一悬浮液和重晶石粉接触，得到第二悬浮液的优点是使表面改性剂充分溶解在水中形成稳定分散体系，使改性剂均匀的与重晶石粉作用。
根据本发明，以所述表面改性剂的总重量为基准，所述聚丙烯酸铵的含量为30-48重量％，所述聚顺丁烯二酸铵的含量为30-48重量％，所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量为4-40重量％；优选地，以所述表面改性剂的总重量为基准，所述聚丙烯酸铵的含量为35-45重量％，所述聚顺丁烯二酸铵的含量为35-45重量％，所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量为10-30重量％。更优选地，以所述表面改性剂的总重量为基准，所述聚丙烯酸铵的含量为39-41重量％，所述聚顺丁烯二酸铵的含量为39-40重量％，所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量为20-22重量％。在本发明中，将聚丙烯酸铵、聚顺丁烯二酸铵和马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量限定为前述范围之内，优点是以该种比例进行复配的表面改性剂改性的重晶石粉具有良好的加重性能(即该种改性重晶石加重的钻井液性能)且抗高温。
另外，在本发明中，需要说明的是：所述聚丙烯酸铵、所述聚顺丁烯二酸铵和所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的总含量为百分之百。
根据本发明，所述表面改性剂、水和所述重晶石粉的用量的重量比为：(10-20)：(300-400)：(900-1300)，优选为(10-15)：300：(900-1000)。在本发明中，将所述表面改性剂、水和所述重晶石粉的用量的重量比限定为前述范围之内，优点是，本发明的发明人经过大量科学实验发现：在该种比例范围内较为均衡，能够较好的完成重晶石粉表面改性，本发明保护范围外的改性例如改性剂过饱和或改性剂不足量都会导致改性产品性能无法达到最佳。
根据本发明，所述接触的条件包括：温度为10-45℃，时间为5-20min；优选地，温度为15-35℃，时间为10-12min。
根据本发明，在步骤(3)中，采用行星式研磨机进行研磨，其中，所述研磨的条件包括：研磨速度为400-1000r/min，研磨时间为6-12h；优选地，研磨速度为600-800r/min，研磨时间为8-10h。
根据本发明，在步骤(3)中，采用离心机进行离心分离，所述离心的条件包括：离心速度为5000-10000r/min，离心时间为5-20min；优选地，离心速度为6000-8000r/min，离心时间为10-15min。
根据本发明，在步骤(3)中，所述干燥的条件包括：温度为95-105℃，时间为2-4min。
根据本发明，所述重晶石粉的平均粒径为200-450目，密度为4.2-4.4g/cm3，重晶石粉中金属含量0-50mg/kg；
优选地，所述重晶石粉的平均粒径为200-325目，密度为4.3-4.35g/cm3，重晶石粉中金属含量为0-10mg/kg。
根据本发明，所述重晶石粉是一种以BaSO4为主的天然矿石，是一种天然形成的白色无机盐，斜方晶系。其相对密度为4.5g/cm3，熔点为1580℃。溶于发烟硫酸和熔融的碱，微溶于沸腾的盐酸，几乎不溶于水，化学性质稳定，是制取钡和钡化合物的最重要的工业矿物原料。所述重晶石粉的化学成分为BaO65.7％，SO334.3％。所述重晶石粉最突出的物理性质是比重大，虽然化学纯硫酸钡的密度是4.5g/cm3，但由于天然重晶石矿中伴生矿物的种类和数量的不同，以及选矿工艺及水平的差异，现在我国商品重晶石的密度一般在4.0-4.6g/cm3。石油钻井行业对重晶石粉的要求为：密度不低于4.2g/cm3，粉末细度要求通过200目的筛子时，筛余量不大于3％，通过325目筛子量为85-95％，具有比重为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液，在加入1％石膏液后，表观粘度不得超过125mPa·s，可溶物含量不大于10％。
本发明第二方面提供了一种由前述所述的制备方法制备得到的钻井液用表面改性重晶石粉。
根据本发明，所述钻井液用表面改性重晶石粉的平均粒径为2-20μm，抗温能力＞220℃；优选地，所述钻井液用表面改性重晶石粉的平均粒径为4-10μm，抗温能力为230-240℃。
本发明第三方面提供了一种水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液含有前述所述的钻井液用表面改性重晶石粉。
根据本发明，相对于100mL的所述水基钻井液，所述钻井液用表面改性重晶石粉的用量为250-400g，优选为300-350g。
根据本发明，所述水基钻井液还含有优质膨润土、抗高温聚合物增粘剂、抗高温降滤失剂、抗高温封堵剂、页岩抑制剂、润滑剂等组分；以及相对于100mL的所述水基钻井液，各个组分的含量为优质膨润土用量为2g，pH调节剂1g，抗高温聚合物增粘剂用量为2g，抗高温降滤失剂用量为5g，抗高温封堵剂用量为6g，页岩抑制剂用量为3g，润滑剂用量为2g。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中：
优质膨润土原料为麦克巴公司牌号为MIGel的市售品。
pH调节剂原料为国药公司牌号为NaOH的市售品。
抗高温聚合物增粘剂原料为雪佛龙公司牌号为DriscalD的市售品。
抗高温降滤失剂原料为金思达公司牌号为SPNH的市售品。
抗高温封堵剂原料为中海油服公司牌号为FT-1的市售品。
页岩抑制剂原料为石大创新公司牌号为SDJA的市售品。
润滑剂为中海油服公司牌号为PF-Lube的市售品。
实施例1
本实施例在于说明采用本发明的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉。
(1)取15份表面改性剂(40％聚丙烯酸铵，40％聚顺丁烯二酸铵，20％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入300份水中，搅拌10min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入900份重晶石粉，搅拌10min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以600r/min研磨8h；
(4)再将(3)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，6000r/min离心15min，取沉淀烘干粉碎即得钻井液用表面改性重晶石粉。
实施例2
本实施例在于说明采用本发明的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉。
(1)取13份表面改性剂(41％聚丙烯酸铵，39％聚顺丁烯二酸铵，20％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入330份水中，搅拌15min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入1000份重晶石粉，搅拌11min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以600r/min研磨8h；
(4)再将(3)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，8000r/min离心15min，取沉淀烘干粉碎即得钻井液用表面改性重晶石粉。
实施例3
本实施例在于说明采用本发明的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉。
(1)取17份表面改性剂(39％聚丙烯酸铵，39％聚顺丁烯二酸铵，22％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入360份水中，搅拌13min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入1100份重晶石粉，搅拌12min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以700r/min研磨8h；
(4)再将(3)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，7000r/min离心15min，取沉淀烘干粉碎即得钻井液用表面改性重晶石粉。
实施例4
本实施例在于说明采用本发明的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉。
(1)取20份表面改性剂(35％聚丙烯酸铵，35％聚顺丁烯二酸铵，30％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入400份水中，搅拌10min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入1300份重晶石粉，搅拌10min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以500r/min研磨8h；
(4)再将(3)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，5000r/min离心15min，取沉淀烘干粉碎即得钻井液用表面改性重晶石粉。
实施例5
本实施例在于说明采用本发明的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉。
(1)取10份表面改性剂(48％聚丙烯酸铵，48％聚顺丁烯二酸铵，4％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入400份水中，搅拌20min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入1300份重晶石粉，搅拌15min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以900r/min研磨8h；
(4)再将(3)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，9000r/min离心15min，取沉淀烘干粉碎即得钻井液用表面改性重晶石粉。
实施例6
本实施例在于说明采用本发明的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉。
(1)取18份表面改性剂(35％聚丙烯酸铵，35％聚顺丁烯二酸铵，30％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入400份水中，搅拌10min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入1300份重晶石粉，搅拌10min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以500r/min研磨8h；
(4)再将(3)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，5000r/min离心15min，取沉淀烘干粉碎即得钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例1
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：采用普通重晶石，没有进行改性处理，也没有进行研磨处理；即，未改性未研磨普通重晶石；
具体地：
(1)取300份水中加入900份重晶石粉，搅拌5min配成悬浮液；
(2)再将(2)中所述的悬浮液置于离心管中，8000r/min离心15min。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例2
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：采用普通重晶石，没有进行改性处理，仅仅进行研磨处理；即，未改性仅研磨普通重晶石；
具体地：
(1)取300份水中加入900份重晶石粉，搅拌5min配成悬浮液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入到行星式研磨机中，以600r/min研磨8h；
(3)再将(2)中所述的研磨后的悬浮液置于离心管中，8000r/min离心15min。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例3
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：采用改性普通重晶石，但是，没有进行研磨处理；即，仅改性未研磨普通重晶石；
具体地：
(1)取10份表面改性剂(40％聚丙烯酸铵，40％聚顺丁烯二酸铵，20％马来酸丙烯酸共聚物钠盐)加入300份水中，搅拌5min配成混合溶液；
(2)再将(1)中所述的悬浮液中加入900份重晶石粉，搅拌5min配成悬浮液；
(3)再将(2)中所述的悬浮液置于离心管中，6000r/min离心15min。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例4
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：表面改性剂加量为5重量份。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例5
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：表面改性剂加量为20重量份，且表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例6
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：表面改性剂加量为20重量份，且表面改性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
对比例7
按照与实施例1相同的方法制备钻井液用表面改性重晶石粉，所不同之处在于：表面改性剂加量为20重量份，且表面改性剂为硅烷偶联剂KH-550。
结果制备得到钻井液用表面改性重晶石粉。
测试例
对实施例1-6及对比例1-7制备的钻井液用表面改性重晶石粉进行性能测试。
基础实验浆的配置：
向基础实验浆中加入1200g实施例1-6及对比例1-7产品调节钻井液密度为2.4g/cm3，高速搅拌30min，装入老化罐中在220℃下热滚16h，在常温下测其流变性参数、API滤失量、沉降稳定性能，并测其150℃/3.5MPa条件下的高温高压滤失量，结果如表1不同实施例、对比例加重钻井液老化前后性能测试结果所示。
表1
Figure BDA0002760471030000121
Figure BDA0002760471030000131
通过表1的结果可以看出，采用本发明的方法实施例1-6制备的钻井液用表面改性重晶石粉在加重高密度实验浆时，能够显著改善基础实验浆流变性能，明显降低基础实验浆常温API及高温高压滤失量，且沉降稳定性能良好。
对比实施例1和对比例1，对比例1采用普通重晶石，没有进行改性处理，也没有进行研磨处理；即，未改性未研磨普通重晶石；由于未改性未研磨处理的普通重晶石粉具有较强的吸附实验浆中自由水的性质，导致其加重的实验浆粘度偏高；普通重晶石粉粒径较大，在滤失过程中无法致密堆积形成质量较好的泥饼，导致其滤失量较大，并且根据斯托克斯沉降公式可知，在相同的实验浆中，重晶石粉粒度越大越容易沉降，结果老化前后实施例1的表观粘度与塑性粘度均低于对比例1的表观粘度与塑性粘度，且实施例1与对比例1相比，滤失量以及24h沉降密度差均较小。因此，与对比例1相比，实施例1具有良好的流变性、滤失造壁性以及沉降稳定性。
对比实施例1和对比例2，对比例2采用普通重晶石，没有进行改性处理，仅仅进行研磨处理；即，未改性仅研磨普通重晶石；由于未改性仅研磨处理的普通重晶石的粒径较小，导致其比表面积效应巨大，对实验浆中的自由水吸附能力过强，导致对比例2加重实验浆过于粘稠，结果对比例2粘度过高无法测量。
对比实施例1和对比例3，对比例3采用改性普通重晶石，但是，没有进行研磨处理；即，仅改性未研磨普通重晶石；由于仅改性未研磨处理的普通重晶石未进行微粉化处理，重晶石的颗粒较大，虽然重晶石粉进行了表面处理，但这使得重晶石粉吸附实验浆中自由水的能力下降，体系粘度降低，反而会加速钻井液的沉降，结果老化前后实施例1的表观粘度与塑性粘度均低于对比例3的表观粘度与塑性粘度，且实施例1与对比例3相比，滤失量以及24h沉降密度差均较小。因此，与对比例3相比，实施例1具有良好的流变性、滤失造壁性以及沉降稳定性。
对比实施例1和对比例4，对比例4中表面改性剂的加量为5重量份，即，所述表面改性剂、水和所述重晶石粉的用量的重量比不在本发明所限定的范围之内，由于表面改性剂的加量过少，导致虽然重晶石粉进行了微粉化-表面处理，但是对比例4的表面改性不充分，表面改性效果不好，其表面未完全与表面改性剂作用，导致实验浆体系粘度偏高；同时重晶石粉表面未完全改性处理，对实验浆中的降滤失处理剂产生了吸附，所以其加重的实验浆滤失量较大。结果老化前后实施例1的表观粘度与塑性粘度均低于对比例4的表观粘度与塑性粘度，且实施例1与对比例4相比，滤失量以及24h沉降密度差相差不大。因此，与对比例4相比，实施例1具有良好的流变性、滤失造壁性。
对比实施例1和对比例5，对比例5表面改性剂为十二烷基苯磺酸钠，不在本发明所限定的表面改性剂种类之内；由于十二烷基苯磺酸钠不具备可以对重晶石粉进行表面改性的官能团，所以在微粉化-表面改性时，仅仅降低了重晶石粉的粒度，而未对其表面进行修饰，导致其比表面积效应巨大，对实验浆中的自由水吸附能力过强，导致对比例5加重实验浆过于粘稠，结果对比例5粘度过高无法测量。
对比实施例1和对比例6，对比例6表面改性剂为烷基酚聚氧乙烯醚，不在本发明所限定的表面改性剂种类之内；烷基酚聚氧乙烯醚不具备可以对重晶石粉进行表面改性的官能团，所以在微粉化-表面改性时，仅仅降低了重晶石粉的粒度，而未对其表面进行修饰，导致其比表面积效应巨大，对实验浆中的自由水吸附能力过强，导致对比例6加重实验浆过于粘稠，结果对比例6粘度过高无法测量。
对比实施例1和对比例7，对比例7表面改性剂为硅烷偶联剂KH-550，不在本发明所限定的表面改性剂种类之内；由于硅烷偶联剂KH-550不具备可以对重晶石粉进行表面改性的官能团，所以在微粉化-表面改性时，仅仅降低了重晶石粉的粒度，而未对其表面进行修饰，导致其比表面积效应巨大，对实验浆中的自由水吸附能力过强，导致对比例7加重实验浆过于粘稠，结果对比例7粘度过高无法测量。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液含有表面改性重晶石粉，且相对于100mL的所述水基钻井液，所述表面改性重晶石粉的用量为250-400g；
所述表面改性重晶石粉的制备方法包括：
(1)将表面改性剂和水接触，得到第一悬浮液；
(2)将所述第一悬浮液和重晶石粉接触，得到第二悬浮液；
(3)将所述第二悬浮液进行研磨、离心和干燥处理，得到钻井液用表面改性重晶石粉；所述表面改性剂、水和所述重晶石粉的用量的重量比为：(10-20)：(300-400)：(900-1300)；
其中，所述表面改性剂包括聚丙烯酸铵、聚顺丁烯二酸铵和马来酸丙烯酸共聚物钠盐；以所述表面改性剂的总重量为基准，所述聚丙烯酸铵的含量为30-48重量％，所述聚顺丁烯二酸铵的含量为30-48重量％，所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量为4-40重量％。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，相对于100mL的所述水基钻井液，所述钻井液用表面改性重晶石粉的用量为300-350g。
3.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，以所述表面改性剂的总重量为基准，所述聚丙烯酸铵的含量为35-45重量％，所述聚顺丁烯二酸铵的含量为35-45重量％，所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量为10-30重量％。
4.根据权利要求3所述的水基钻井液，其中，以所述表面改性剂的总重量为基准，所述聚丙烯酸铵的含量为39-41重量％，所述聚顺丁烯二酸铵的含量为39-40重量％，所述马来酸丙烯酸共聚物钠盐的含量为20-22重量％。
5.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，所述表面改性剂、水和所述重晶石粉的用量的重量比为(10-15)：300：(900-1000)。
6.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，所述接触的条件包括：温度为10-45℃，时间为5-20min。
7.根据权利要求5所述的水基钻井液，其中，所述接触的条件包括：温度为15-35℃，时间为10-12min。
8.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，在步骤(3)中，所述研磨的条件包括：研磨速度为400-1000r/min，研磨时间为6-12h。
9.根据权利要求8所述的水基钻井液，其中，在步骤(3)中，所述研磨的条件包括：研磨速度为600-800r/min，研磨时间为8-10h。
10.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，所述离心的条件包括：离心速度为5000-10000r/min，离心时间为5-20min。
11.根据权利要求10所述的水基钻井液，其中，所述离心的条件包括：离心速度为6000-8000r/min，离心时间为10-15min。
12.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，所述重晶石粉的平均粒径为200-450目，密度为4.2-4.4g/cm3。
13.根据权利要求12所述的水基钻井液，其中，所述重晶石粉的平均粒径为200-325目，密度为4.3-4.35g/cm3。
14.根据权利要求1所述的水基钻井液，其中，所述钻井液用表面改性重晶石粉的平均粒径为2-20μm，抗温能力＞220℃。
15.根据权利要求14所述的水基钻井液，其中，所述钻井液用表面改性重晶石粉的平均粒径为4-10μm，抗温能力为230-240℃。
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