CN114989793B - 一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法与应用 - Google Patents

一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法与应用。该油基钻井液体系含有油溶性选择性絮凝剂，所述油溶性选择性絮凝剂是由阳离子单体接枝二氧化硅与甲基丙烯酸酯类单体、马来酸酐通过接枝聚合反应制得；所述油基钻井液体系中油溶性选择性絮凝剂的含量为0.1‑2wt％。本发明还提供了上述油基钻井液体系的制备方法。本发明的油基钻井液体系能够容纳更多的低密度劣质固相，可长循环使用时间，能够有效解决非常规和复杂油气藏钻探中所遇到的钻井液性能恶化较快的问题。

Description

一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法 与应用
技术领域
本发明涉及一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法与应用，属于石油工业的钻井液领域。
背景技术
由于现有常规油气资源无法满足当下对能源的需求，深层、超深层、页岩气等非常规油气资源成为目前油气勘探开发的方向。由于非常规油气藏通常开发难度较大，通常会涉及到深井、超深井、复杂结构井、页岩气井等的开发，钻井工程面临着高温高压、井壁易失稳等的复杂环境。对钻井工程和钻井液提出了更高的技术要求。在非常规油气资源的勘探开发过程中，油基钻井液因其优异的抑制性、润滑性、抗污染性得到广泛使用。
水平井水平段钻井过程中，由于油基钻井液对钻屑的携带能力不足，钻屑在钻头的磨削和循环过程中会逐渐分散在油基钻井液中，导致粒度变小。油基钻井液中的乳化剂和润湿剂在岩屑表面的吸附进一步使其胶体化，增加了去除难度。此外，对于页岩气钻井，储层岩石亲水又亲油的特性，且亲油性能强于亲水性能，进一步增大了去除难度。
据统计，川渝地区平均每钻完一口页岩气井，低密度劣质固相含量(体积含量)会上升4％-6％，其中纳微级低密度固相含量升高会导致钻井液流变性能、泥饼质量变差，滤失量升高，易引发托压、卡钻、井壁失稳等问题。故降低油基钻井液对低密度劣质固相的敏感度，及时清除纳微级低密度固相含量对降低钻井液成本、减少井下复杂发生、进一步提高钻速等具有重要意义。
目前改善油基钻井液性能的方式是通过多级固控设备来去除油基钻井液中低密度劣质固相。现有固控设备是利用钻井液在高速旋转产生的离心力下将其中的固体颗粒甩出钻井液中。但由于固控设备对小粒径劣质固相的清除能力不足，钻井液中仍存在相当一部分纳微级劣质固相。由于细分散劣质固相的存在，使用一段时间后，钻井液粘度快速上涨，钻井液性能恶化，难以满足控制低劣质固相含量的要求。絮凝剂能通过絮凝作用将纳微米无用固相聚结变大，达到固控设备对粒径的要求从而实现清除。但现有絮凝剂几乎都是用于水基钻井液或油田废水，鲜有用于油基钻井液的。一方面是因为现有絮凝剂几乎都不溶于非极性的基础油中，完全无法使用；另一方面是油基钻井液中的无用固相是分散在强非极性的基础油中的，从而不利于絮凝剂发挥絮凝作用。中国专利文献CN112029033A提供一种油基钻井液纳微米劣质固相聚合物絮凝剂，所述絮凝剂由阳离子二烯丙基氯化铵类和甲基丙烯酸酯类两种单体通过自由基共聚合制备得到，但是该絮凝剂相对分子量较低，阳离子度较小，絮凝能力相对较弱。
因此，研发一种能够自清除纳微级劣质固相污染的油基钻井液体系对安全、经济、高效钻井具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足，尤其是现有油基钻井液技术抗纳微级劣质固相污染能力较弱、现场固控设备对纳微级低密度劣质固相清除能力不足的问题，本发明提供了一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系及其制备方法与应用。本发明的油溶性选择性絮凝剂可以强化固控设备对劣质固相清除能力，加入本发明的选择性絮凝剂所得油基钻井液能够容纳更多的低密度劣质固相，可长循环使用时间。
本发明所采取的技术方案是：
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，所述油基钻井液体系含有油溶性选择性絮凝剂，所述油溶性选择性絮凝剂是由阳离子单体接枝二氧化硅与甲基丙烯酸酯类单体、马来酸酐通过接枝聚合反应制得；所述油基钻井液体系中油溶性选择性絮凝剂的含量为0.1-2wt％。
根据本发明优选的，所述阳离子单体为二烯丙基氯化铵类单体，其结构通式如下式I所示：
式I中，R1、R2各自独立的选自碳原子数为1-5的烷基。
根据本发明优选的，所述甲基丙烯酸酯类单体的结构通式如下式II所示：
式II中，R3为碳原子数为4-18的烷基。
根据本发明优选的，所述油溶性选择性絮凝剂按照下述方法制备得到：
(1)向纳米硅溶胶中加入硝酸铈铵溶液，升温至反应温度，氮气除氧后，加入阳离子单体进行保温反应；反应完成后，经离心、洗涤、干燥，得到阳离子单体接枝二氧化硅；
(2)将阳离子单体接枝二氧化硅加入无水乙醇中，加入甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐，分散均匀，氮气除氧后，加入引发剂，进行反应；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到油溶性选择性絮凝剂。
优选的，步骤(1)中所述纳米硅溶胶为碱性纳米硅溶胶，pH为9-11，所述纳米硅溶胶中SiO2的粒径为10-15nm，质量分数为15-40％，进一步优选为25-35％；所述纳米硅溶胶为普通市购产品。
优选的，步骤(1)中所述硝酸铈铵溶液的浓度为0.01-0.5mol/L，进一步优选为0.1-0.3mol/L；所述硝酸铈铵溶液与纳米硅溶胶的体积比为1:3-15，进一步优选为1:4-8。
优选的，步骤(1)中所述反应温度为35-60℃，进一步优选为45-55℃。
优选的，步骤(1)中所述阳离子单体的质量与纳米硅溶胶的体积之比为0.05-2g:1mL，进一步优选为0.2-1g:1mL，更优选为0.3-0.8g:1mL。
优选的，步骤(1)中所述保温反应的时间为5-8h，进一步优选为6-7h。
优选的，步骤(1)中所述洗涤为使用无水乙醇洗涤离心所得沉淀2-3次，所述干燥为在60-80℃下真空干燥至恒重。
优选的，步骤(2)中所述阳离子单体接枝二氧化硅的质量与无水乙醇的体积之比为0.1-5g:50mL，进一步优选为1-3g:50mL。
优选的，步骤(2)中所述甲基丙烯酸酯类单体与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为0.5-5:1，进一步优选为2-4:1。
优选的，步骤(2)中所述马来酸酐与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为0.5-5:1，进一步优选为1-3:1。
优选的，步骤(2)中所述分散为使用剪切机高速剪切分散，剪切机的转速为3000-10000rpm，优选为5000-8000rpm。
优选的，步骤(2)中所述引发剂为2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种；所述引发剂的质量为阳离子单体接枝二氧化硅、甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐总质量的0.1-2％，进一步优选为0.5-1.5％。
优选的，步骤(2)中所述反应的温度为50-80℃，进一步优选为60-70℃；所述反应的时间为7-12h，进一步优选为8-10h。
优选的，步骤(2)中所述洗涤为使用无水乙醇洗涤2-3次，所述干燥为在60-80℃下真空干燥至恒重。
本发明的油溶性选择性絮凝剂只对油基钻井液中的劣质固相具有絮凝作用，而对油基钻井液中的有机土和重晶石等不产生絮凝作用。
根据本发明，所述油基钻井液体系在油基钻井液常用油水混合相基础上，还可以含有油基钻井液中的常规的添加剂；优选的，所述添加剂为乳化剂、润湿剂、降滤失剂、提切剂、碱度调节剂、封堵剂等中的一种或多种。
根据本发明优选的，所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，包括以下质量百分比的组分：0#柴油15-30％、有机土0.1-0.5％、氧化钙0.5-1.0％、主乳化剂0.8-2％、辅乳化剂0.2-1.0％、质量分数为25％的氯化钙水溶液3-8％、润湿剂0.2-0.5％、提切剂0.1-0.6％、氧化沥青0.4-1％、有机褐煤0.8-2％、封堵剂2-5％、油溶性选择性絮凝剂0.1-2％，余量为加重剂。
根据本发明优选的，所述有机土为钻井悬浮液用有机膨润土，普通市售产品。
根据本发明优选的，所述主乳化剂为沙克(天津)石油技术服务有限公司的主乳化剂。
根据本发明优选的，所述辅乳化剂为沙克(天津)石油技术服务有限公司的辅乳化剂。
根据本发明优选的，所述润湿剂为改性磷脂、脂肪酸甘油酯、表面活性剂中的一种或多种，进一步优选为改性磷脂；所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化胺和/或十六烷基三甲基溴化铵。
根据本发明优选的，所述提切剂为荆州嘉华科技有限公司的HIRHEO油基提切剂。
根据本发明优选的，所述封堵剂为超细碳酸钙、白沥青、纳米二氧化硅和核桃壳中的一种或多种，优选为超细碳酸钙，所述超细碳酸钙的粒径为2000目。
根据本发明优选的，所述加重剂为重晶石。
根据本发明，上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法，包括步骤如下：
向高搅杯内加入0#柴油，之后依次加入有机土、氧化钙、主乳化剂和辅乳化剂、氯化钙水溶液、润湿剂和提切剂、氧化沥青和有机褐煤、封堵剂、油溶性选择性絮凝剂、重晶石，高速搅拌均匀，即得到自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系。
根据本发明，上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系在深井、超深井、复杂结构井、页岩气井钻探过程中的应用。
本发明的技术特点及有益效果如下：
1、本发明的自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系中选用特定的油溶性选择性絮凝剂，本发明的絮凝剂具有较高的分子量和阳离子度，且引入了少量亲水性基团，增强了与有害固相的作用力，絮凝效果更强，且不会对油基钻井液体系的性能产生不利影响。
2、本发明的自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系中选择性絮凝剂的加入最终可使油基钻井液能够容纳更多的低密度劣质固相，可长循环使用时间，能够有效解决非常规和复杂油气藏钻探中所遇到的钻井液性能恶化较快的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。
同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂、材料和设备，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中所用碱性纳米硅溶胶中SiO2的粒径为10-15nm，pH为9-11，SiO2的质量分数为30％，山东百特新材料有限公司有售，型号为SS3015。
实施例中所用有机土是从浙江丰虹新材料股份有限公司购买的HFGEL-40钻井悬浮液用有机膨润土。
实施例中所用主乳化剂是从沙克(天津)石油技术服务有限公司购买的主乳化剂。
实施例中所用辅乳化剂是从沙克(天津)石油技术服务有限公司购买的辅乳化剂。
实施例中所用润湿剂为上海佑创实业有限公司FHGT-G牌号的改性磷脂。
实施例中所用提切剂是从荆州嘉华科技有限公司购买的HIRHEO油基提切剂。
实施例中所用封堵剂为从广东源磊粉体有限公司够买的2000目超细碳酸钙。
制备例1
一种油溶性选择性絮凝剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)取25mL碱性纳米硅溶胶，向其中加入6mL 0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，升温至50℃，氮气吹扫除氧20min，然后加入10g二甲基二烯丙基氯化铵，继续在50℃下反应7h；反应结束后将体系使用离心机中速离心(5000转/分)得到下层沉淀，使用无水乙醇洗涤沉淀3次，除去未反应单体和均聚物，洗涤所得沉淀在80℃下真空干燥至恒重，得到阳离子单体接枝纳米二氧化硅；
(2)取2g上述阳离子单体接枝纳米二氧化硅加入到50mL无水乙醇中，加入6g甲基丙烯酸十八酯和3.75g马来酸酐，高速(转速为8000rpm)剪切分散，然后氮气吹扫除氧20min，加入0.15g 2,2'-偶氮二异丁腈，于65℃下反应8h，最后经过抽滤、无水乙醇洗涤沉淀3次、80℃下真空干燥至恒重，得到油溶性选择性絮凝剂，记为S1。
制备例2
一种油溶性选择性絮凝剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)取35mL碱性纳米硅溶胶，向其中加入8mL 0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，升温至55℃，氮气吹扫除氧20min，然后加入15g二甲基二烯丙基氯化铵，继续在55℃下反应7h，反应结束后将体系使用离心机中速离心(5000转/分)得到下层沉淀，使用无水乙醇洗涤沉淀3次，除去未反应单体和均聚物，洗涤所得沉淀在80℃下真空干燥至恒重，得到阳离子单体接枝纳米二氧化硅；
(2)取4g上述阳离子单体接枝纳米二氧化硅加入到50mL无水乙醇中，加入8g甲基丙烯酸十八酯和4.5g马来酸酐，高速(转速为8000rpm)剪切分散。然后氮气吹扫除氧20min，加入0.1g偶氮二异丁酸二甲酯，于65℃下反应9h，最后经过抽滤、使用无水乙醇洗涤沉淀3次、80℃下真空干燥至恒重，得到油溶性选择性絮凝剂，记为S2。
制备例3
一种油溶性选择性絮凝剂的制备方法，包括步骤如下：
(1)取15mL碱性纳米硅溶胶，向其中加入4mL 0.1mol/L的硝酸铈铵溶液，升温至50℃，氮气吹扫除氧20min，然后加入7g二甲基二烯丙基氯化铵，继续在50℃下反应6h，反应结束后将体系使用离心机中速离心(5000转/分)得到下层沉淀，使用无水乙醇洗涤沉淀3次，除去未反应单体和均聚物，洗涤所得沉淀在80℃下真空干燥至恒重，得到阳离子单体接枝纳米二氧化硅；
(2)取1g上述阳离子单体接枝纳米二氧化硅加入到50mL无水乙醇中，加入4g甲基丙烯酸十八酯和3.0g马来酸酐，高速(转速为8000rpm)剪切分散。然后氮气吹扫除氧20min，加入0.1g 2,2'-偶氮二异丁腈，于65℃下反应10h，最后经过抽滤、使用无水乙醇洗涤沉淀3次、80℃下真空干燥至恒重，得到油溶性选择性絮凝剂，记为S3。
制备例4
一种油溶性选择性絮凝剂的制备方法如实施例1所述，不同的是：步骤(1)中使用的二甲基二烯丙基氯化铵质量为0.1g，得到絮凝剂D1。
制备例5
一种油溶性选择性絮凝剂的制备方法如实施例1所述，不同的是：步骤(2)中的使用的马来酸酐质量为0.1g，得到絮凝剂D2。
实施例1
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，包括以下质量百分比的组分：0#柴油的含量为25.3％、有机土的含量为0.3％、氧化钙的含量为0.8％、主乳化剂的含量为1.6％、辅乳化剂的含量为0.5％、质量分数为25％的氯化钙水溶液的含量为6.9％、润湿剂的含量为0.4％、提切剂的含量为0.3％、氧化沥青的含量为0.8％、有机褐煤的含量为1.6％，超细碳酸钙的含量为2.6％，絮凝剂S1的含量为0.5％，余量为重晶石。
上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法，包括步骤如下：
①向高搅杯内先加入0#柴油；
②加入有机土，高速搅拌5分钟；
③保持高速搅拌，缓慢加入氧化钙，高速搅拌5分钟；
④取下高搅杯，加入主乳化剂、辅乳化剂，高速搅拌5分钟；
⑤保持高搅，缓慢加入氯化钙水溶液，高速搅拌5分钟；
⑥取下高搅杯，加入润湿剂和提切剂，高速搅拌5分钟；
⑦保持高速搅拌，加入氧化沥青和有机褐煤，高速搅拌5分钟；
⑧保持高速搅拌，加入超细碳酸钙，高速搅拌5分钟；
⑨保持高速搅拌，加入絮凝剂，高速搅拌5分钟；
⑩保持高速搅拌，加入重晶石，高速搅拌20分钟，即得；
步骤①-⑩中，高速搅拌的转速的10000rpm。
本实施例所得自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的密度为1.82g/cm3。
实施例2
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，包括以下质量百分比的组分：5#白油的含量为26.1％、有机土的含量为0.4％、氧化钙的含量为1％、主乳化剂的含量为2％、辅乳化剂的含量为0.6％、质量分数为25％的氯化钙水溶液的含量为8％、润湿剂的含量为0.5％、提切剂的含量为0.5％、氧化沥青的含量为1％、有机褐煤的含量为2％，超细碳酸钙的含量为5％，选择性絮凝剂S1的含量为0.8％，余量为重晶石。
上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述，所得自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的密度为1.81g/cm3。
实施例3
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系如实施例1所述，不同的是加入的选择性絮凝剂为S2，其他条件与实施例1相同。
上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
实施例4
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系如实施例1所述，不同的是加入的选择性絮凝剂为S3，其他条件与实施例1相同。
上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
实施例5
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系如实施例2所述，不同的是加入的选择性絮凝剂为S2，其他条件与实施例2相同。
上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
实施例6
一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系如实施例2所述，不同的是加入的选择性絮凝剂为S3，其他条件与实施例2相同。
上述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
对比例1
一种油基钻井液体系如实施例1所述，所不同的是：不加入絮凝剂S1，其他条件与实施例1相同。
上述油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
对比例2
一种油基钻井液体系如实施例1所述，所不同的是：加入絮凝剂D1来代替絮凝剂S1，其他条件与实施例1相同。
上述油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
对比例3
一种油基钻井液体系如实施例1所述，所不同的是：加入絮凝剂D2来代替絮凝剂S1，其他条件与实施例1相同。
上述油基钻井液体系的制备方法如实施例1所述。
试验例
根据最新的国标《GB/T 16783.2-2012石油天然气工业钻井液现场测试第2部分:油基钻井液》来测定实施例以及对比例所得油基钻井液性能。
六速粘度计的厂商为青岛同春石油仪器有限公司，型号为ZNN-D6B；
低速搅拌机的厂商为青岛同春石油仪器有限公司，型号D90；
破乳电压测定仪的厂商为山东美科仪器有限公司，型号DWY。
离心机的厂商为湖南湘仪实验室仪器开发有限公司，型号TG16-WS。
1.钻井液样品抗劣质固相污染测试
按照配方配制好钻井液后测试其性能，然后在100mL油基钻井液样品中加入20g2000目龙马溪组页岩粉末模拟劣质固相，然后使用高速搅拌机在10000转/分下搅拌20min，测试其性能变化。测试结果如表1所示。
表1劣质固相对油基钻井液性能的影响
注：老化条件150℃、16h；高温高压滤失量测定温度150℃、压差3.5MPa。
由表1可知，由实施例1和对比例1未加劣质固相的性能可以看出，加入选择性絮凝剂对油基钻井液体系的性能没有影响。加入选择性絮凝剂后，向钻井液中加入劣质固相后，钻井液性能变化不大，塑性粘度、动切力和初/终切有所升高，滤失量和破乳电压变化不明显。而对比例1未加选择性絮凝剂的油基钻井液，在加入劣质固相后，钻井液性能明显恶化，塑性粘度、动切力和初/终切明显升高，滤失量明显增大，破乳电压明显降低，表明加入选择性絮凝剂的油基钻井液体系的抗劣质固相能力得到显著提升。而对比例2中所用选择性絮凝剂为D1，阳离子单体的加入量较少，所得絮凝剂阳离子度较低，絮凝效果较差，因此对比例2的钻井液体系抗劣质固相能力较差；而对比例3中所用絮凝剂为D2，亲水单体马来酸酐的加入量较少，所得絮凝剂D2与有害固相的作用力较小，絮凝效果较差，因此对比例3的钻井液体系抗劣质固相能力较差。
2.油基钻井液离心清除劣质固相能力测试
按照配方配制好钻井液后测试其性能，然后在100mL油基钻井液样品中加入20g2000目页岩粉末模拟劣质固相，然后使用高速搅拌机在10000转/分下搅拌20min，150℃老化16h后使用低速搅拌机在500r/min下搅拌5min，使用离心机以5000转/分离心5分钟后取上层液体测试其密度及劣质固相含量。测试结果如表2所示。
表2絮凝后离心液密度及劣质固相含量测试
从表2可以看出，在油基钻井液样品中加入本发明提供的絮凝剂并经过离心后，钻井液的密度和劣质固相均明显降低。离心液密度由1.51g/cm3降低至1.19g/cm3，劣质固相含量从18.2％降低至5.0％，这表明本发明所提供的油基钻井液体系在离心条件下对劣质固相有良好的清除效果。而对比例2中所用选择性絮凝剂为D1，阳离子单体的加入量较少，所得絮凝剂阳离子度较低，絮凝效果较差，因此对比例2的钻井液体系对劣质固相清除效果较差；而对比例3中所用絮凝剂为D2，亲水单体马来酸酐的加入量较少，所得絮凝剂D2与有害固相的作用力较小，絮凝效果较差，因此对比例3的钻井液体系对劣质固相清除效果较差。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的构思和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，所述油基钻井液体系含有油溶性选择性絮凝剂，所述油溶性选择性絮凝剂是由阳离子单体接枝二氧化硅与甲基丙烯酸酯类单体、马来酸酐通过接枝聚合反应制得；所述油基钻井液体系中油溶性选择性絮凝剂的含量为0.1-2wt％；
所述阳离子单体为二烯丙基氯化铵类单体，其结构通式如下式I所示：
式I中，R1、R2各自独立的选自碳原子数为1-5的烷基；
所述甲基丙烯酸酯类单体的结构通式如下式II所示：
式II中，R3为碳原子数为4-18的烷基；
所述油溶性选择性絮凝剂按照下述方法制备得到：
(1)向纳米硅溶胶中加入硝酸铈铵溶液，升温至反应温度，氮气除氧后，加入阳离子单体进行保温反应；反应完成后，经离心、洗涤、干燥，得到阳离子单体接枝二氧化硅；所述纳米硅溶胶为碱性纳米硅溶胶，pH为9-11，质量分数为15-40％；所述阳离子单体的质量与纳米硅溶胶的体积之比为0.05-2g:1mL；
(2)将阳离子单体接枝二氧化硅加入无水乙醇中，加入甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐，分散均匀，氮气除氧后，加入引发剂，进行反应；反应完成后，经过滤、洗涤、干燥，得到油溶性选择性絮凝剂；所述甲基丙烯酸酯类单体与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为0.5-5:1；所述马来酸酐与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为0.5-5:1。
2.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(1)中所述纳米硅溶胶中SiO2的粒径为10-15nm，质量分数为25-35％；所述硝酸铈铵溶液的浓度为0.01-0.5mol/L，所述硝酸铈铵溶液与纳米硅溶胶的体积比为1:3-15
所述反应温度为35-60℃；所述阳离子单体的质量与纳米硅溶胶的体积之比为0.2-1g:1mL；所述保温反应的时间为5-8h；所述洗涤为使用无水乙醇洗涤离心所得沉淀2-3次，所述干燥为在60-80℃下真空干燥至恒重。
3.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(1)中所述硝酸铈铵溶液的浓度为0.1-0.3mol/L；所述硝酸铈铵溶液与纳米硅溶胶的体积比为1:4-8；
所述反应温度为45-55℃；所述阳离子单体的质量与纳米硅溶胶的体积之比为0.3-0.8g:1mL；所述保温反应的时间为6-7h。
4.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(2)中所述阳离子单体接枝二氧化硅的质量与无水乙醇的体积之比为0.1-5g:50mL；
所述甲基丙烯酸酯类单体与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为2-4:1；
所述马来酸酐与阳离子单体接枝二氧化硅的质量比为1-3:1。
5.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(2)中所述分散为使用剪切机高速剪切分散，剪切机的转速为3000-10000rpm；
所述引发剂为2,2'-偶氮二异丁腈、偶氮二异丁酸二甲酯、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酸叔丁酯中的一种或几种；所述引发剂的质量为阳离子单体接枝二氧化硅、甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐总质量的0.1-2％；
所述反应的温度为50-80℃；所述反应的时间为7-12h；
所述洗涤为使用无水乙醇洗涤2-3次，所述干燥为在60-80℃下真空干燥至恒重。
6.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，步骤(2)中所述引发剂的质量为阳离子单体接枝二氧化硅、甲基丙烯酸酯类单体和马来酸酐总质量的0.5-1.5％；所述反应的温度为60-70℃；所述反应的时间为8-10h。
7.根据权利要求1所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，包括以下质量百分比的组分：0#柴油15-30％、有机土0.1-0.5％、氧化钙0.5-1.0％、主乳化剂0.8-2％、辅乳化剂0.2-1.0％、质量分数为25％的氯化钙水溶液3-8％、润湿剂0.2-0.5％、提切剂0.1-0.6％、氧化沥青0.4-1％、有机褐煤0.8-2％、封堵剂2-5％、油溶性选择性絮凝剂0.1-2％，余量为加重剂。
8.根据权利要求7所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系，其特征在于，所述有机土为钻井悬浮液用有机膨润土；所述主乳化剂为沙克(天津)石油技术服务有限公司的P主乳化剂；所述辅乳化剂为沙克(天津)石油技术服务有限公司的/>S辅乳化剂；所述润湿剂为改性磷脂、脂肪酸甘油酯、表面活性剂中的一种或多种；所述表面活性剂为十二烷基三甲基溴化胺和/或十六烷基三甲基溴化铵；所述提切剂为荆州嘉华科技有限公司的HIRHEO油基提切剂；所述封堵剂为超细碳酸钙、白沥青、纳米二氧化硅和核桃壳中的一种或多种，所述超细碳酸钙的粒径为2000目；所述加重剂为重晶石。
9.权利要求7所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系的制备方法，包括步骤如下：
向高搅杯内加入0#柴油，之后依次加入有机土、氧化钙、主乳化剂和辅乳化剂、氯化钙水溶液、润湿剂和提切剂、氧化沥青和有机褐煤、封堵剂、油溶性选择性絮凝剂、重晶石，高速搅拌均匀，即得到自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系。
10.权利要求1-8任一项所述自清除纳微米劣质固相的油基钻井液体系在深井、超深井、复杂结构井、页岩气井钻探过程中的应用。
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