CN115595129A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

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。

Description

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
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；
向所述第四溶剂依次添加氧化剂以及还原剂，升温至预设温度后进行所述第二反应，得到所述目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂。
可选地，所述乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐、丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯的摩尔比为1：0.5～3：0.5～3：0.1～1：0.2～3。
可选地，所述乙烯基磺酸盐包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的一种或多种，所述乙烯基季铵盐包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵中的一种或多种。
可选地，所述粘土包括蒙脱土、高岭土、凹凸棒土和海泡石中的一种。
可选地，所述大分子引发剂的浓度为50～300g/L。
此外，为实现上述目的，本申请实施例还提出一种粘土流型调节剂，所述粘土流型调节剂制如上所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制备。
此外，为实现上述目的，本申请实施例还提出一种水基钻井液，所述水基钻井液包括如上所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制备的粘土流型调节剂，所述粘土流型调节剂的用量为所述水基钻井液的0.1～2w/v％。
本申请实施例提出的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，通过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。通过溶胶-凝胶法以及水解硅烷偶联剂对粘土矿物粒子表面所负载的金属氧化物进行改性，也即将两种改性金属氧化物方法进行结合，使得粘土颗粒表面的活性位点增多，进而提高负载金属氧化物的粘土流型调节剂的抗高温性，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，提高了水基钻井液的抗温性。
附图说明
图1为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法一示例性实施例的流程示意图；
图2为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法第一改性方法实施例的流程示意图；
图3为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法第二改性方法实施例的流程示意图；
图4为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法另一示例性实施例的流程示意图；
图5为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗温性能对比；
图6为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗盐性能对比；
图7为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗钙性能对比；
图8为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗配伍性能评价。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
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。
以下对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。
本申请实施例的主要解决方案是：通过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。通过溶胶-凝胶法以及水解硅烷偶联剂对粘土矿物粒子表面所负载的金属氧化物进行改性，也即将两种改性金属氧化物方法进行结合，使得粘土颗粒表面的活性位点增多，进而提高负载金属氧化物的粘土流型调节剂的抗高温性，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，提高了水基钻井液的抗温性。
本申请实施例考虑到，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。
目前，钻井工程现场常常使用各种高分子化合物的降粘剂或稀释剂作为超高温超高密度水基钻井液完井液的流型调节剂，如磺甲基化丹宁、木质素磺酸盐、一些低相对分子质量的聚合物和低相对分子质量的聚合物接枝天然高分子材料等，但现有的这些流型调节剂仍然存在功能性不全、抗温能力不足等特点。
其中，CN102485826A公开了一种低温微泡钻井液流型调节剂及其应用；该流型调节剂由黄原胶和无机硼交联剂配制而成，黄原胶与无机硼交联剂的质量比为1∶1～2∶1，该流型调节剂水溶物含量≥90％，水分含量≤15％，流型调节剂配制成0.5％水溶液后的pH值为5.0～7.0，表观粘度15～25mPa·s，微泡稳定时间≥24h，用作微泡钻井液流型调节剂，以微泡钻井液中每百克的水基计算，其低温微泡钻井液流型调节剂用量为0.1～0.4克。但黄原胶等材料属于天然高分子材料，这类材料受温度的影响较大，当温度超过120℃时，黄原胶和纤维素类高分子材料及其改性产品的分子结构在高温条件下极易受到破坏，从而致使黄原胶和纤维素类流型调节剂的高温失效，因而其并不能应用于高温或超高温钻井。CN103409118B公开了一种水基钻井液超高温稳定剂的合成方法，包括以下步骤：首先，以丙烯酰胺、丙烯酸和N-烯丙基苯甲酰胺为单体，以亚硫酸氢钠和过硫酸铵为引发剂，以乙二胺四乙酸为分子量调节剂，以烷基酚聚氧乙烯醚为乳化剂，总的单体浓度为20％，三种单体的质量比为丙烯酰胺：丙烯酸：N-烯丙基苯甲酰胺＝14:5.5～5.7:0.3～0.5，分子量调节剂加量为单体总量的0.5质量％，引发剂加量为单体总量的0.5质量％，通过溶液聚合的方式，制备出聚丙烯酰胺/丙烯酸钠/N烯丙基苯甲酰胺；然后，将腐殖酸用氢氧化钠活化，然后通过四氯化锆的交联作用，使腐殖酸和聚丙烯酰胺/丙烯酸钠/N烯丙基苯甲酰胺在70℃下发生交联反应5h后，即得超高温稳定剂。该稳定剂的耐温性能优异，能够使水基钻井液在超高温条件下保持较好的流变性能和较低的滤失量，但不具有抗盐性。
因此，开发一种兼顾抗高温与抗污染性能的流型调节剂对于满足超高温水基钻井液的深井作业具有重要意义。
参照图1，图1为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法一示例性实施例的流程示意图。所述负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法包括：
步骤S110，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；
具体地，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将粘土矿物粒子在第一溶剂中悬浮，滴入一定浓度的前驱体，在酸液的调节下，通过溶胶-凝胶法，在粘土表面负载颗粒均匀的金属氧化物，并通过真空干燥、研磨得到产物，命名为Metal-oxide/clay。其中，凝胶-溶胶法是通过前驱体的水解形成纳米级金属氧化物，并通过真空干燥负载于粘土表面，提高粘土表面的接触位点。
步骤S120，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；
具体地，使用水解液提前水解硅烷偶联剂KH570得到第二溶剂，并将所述的Metal-oxide/clay悬浮在第二溶剂中发生第一反应，得到大分子引发剂。
需要说明的是，硅烷偶联剂KH570分子链中，一方面可以与粘土或金属氧化物通过Si-O键相互连接，另一方面在改性颗粒表面引入C＝C双键；硅烷偶联剂KH570通过打开C＝C双键(碳碳双键)后进行反应。Metal-oxide/clay的活性位点较多，且易于偶联剂发生偶联反应，可以促进有机单体在其上的反应。因此，使用硅烷偶联剂KH570对Metal-oxide/clay进行偶联反应得到大分子引发剂，然后以丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体以及苯乙烯为共聚单体，改性Metal-oxide/clay作为引发剂，在氧化剂和还原剂的作用下，采用原子转移自由基聚合方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂。
步骤S130，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。
具体地，目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂为抗高温的负载金属氧化物的粘土流型调节剂。在氧化剂和还原剂存在的情况下，将步骤S120所得的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进行第二反应，得到抗高温的负载金属氧化物的粘土流型调节剂。丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐单体、乙烯基季铵盐单体以及苯乙烯均是通过打开C＝C双键(碳碳双键)后进行反应；丙烯酰胺具有亲水性酰胺基，提高聚合物的溶解性，并提高聚合物和粘土颗粒之间的相互作用；丙烯腈、苯乙烯为疏水单体，与亲水单体形成的聚合物可通过疏水缔合作用提高聚合物的抗温性及调节流变性能的作用；乙烯基磺酸盐单体具有空间位阻效应较大的侧链，可提高产物的抗温抗盐性能；乙烯基季铵盐单体具有阳离子基团铵基，可有效抑制粘土的水化膨胀，也可提高聚合物的抗电解质污染性能。
本实施例通过上述方案，具体通过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。通过将两种改性方法进行结合，得到大分子引发剂并与丙烯腈、丙烯酰胺、乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐以及苯乙烯进行反应，使得粘土颗粒表面的活性位点增多，进而使得负载金属氧化物的粘土流型调节剂在高温下具有良好的调节钻井液粘度的性能。
参照图2，图2为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法第一改性方法实施例的流程示意图。基于上述图1所示的实施例，步骤S110，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，包括：
步骤S210，在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；
具体地，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，通过溶胶-凝胶法，在粘土表面引入纳米金属氧化物，以增加粘土表面的活性位点。溶胶-凝胶法的步骤可以包括：在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的三口圆底烧瓶中，将粘土颗粒加入到第一溶剂中，通入氮气搅拌一定时间。其中，第一溶剂包括但不限于N’N-二甲基甲酰胺、丙酮或者二甲基亚砜中的一种或多种；另外，相对于1L的第一溶剂，粘土的加量为50～200g，优选为80～160g；也即，粘土的浓度为50g/L～200g/L，优选为80g/L～160g/L；粘土可以为蒙脱土、高岭土、凹凸棒土和海泡石中的一种。
步骤S220，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。
具体地，先后缓慢依次向三口圆底烧瓶中滴加前驱体、酸液，反应完毕后，通过真空干燥去除凝胶中的水分，并将干燥后的样品研磨成粉末得到产物(Metal-oxide/clay)。其中，前驱体包括钛酸四丁酯、正硅酸乙酯中的一种或多种；前驱体的加量为0.01～0.5mol/L，优选为0.1～0.3mol/L；酸液为盐酸、硝酸和硫酸中的一种；酸液的浓度为0.5mol/L；另外，相对于1L的第一溶剂，酸液的加量为20～100mL；反应温度为20～30℃，反应时间为5～24h，搅拌速度为100～1000r/min；真空干燥条件为10Pa、20～30℃，干燥时间为24-48h；产物(Metal-oxide/clay)的粒径为10～30μm。
本实施例通过上述方案，具体通过在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的三口圆底烧瓶中，将所述粘土粒子加入到所述第一溶剂中，并通入所述氮气进行搅拌；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。与传统的流型调节剂相比，在本申请实施例中，通过溶胶-凝胶法对粘土矿物表面所负载的金属氧化物进行处理，可以提高粘土表面的活性位点，从而提高接枝率，表现出优异的调节流变的性能。
参照图3，图3为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法第二改性方法实施例的流程示意图。基于上述图1所示的实施例，步骤S120，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，包括：
步骤S310，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；
具体地，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将硅烷偶联剂KH570以5～10mL/min的速率添加至温度为45～60℃的水解液中，超声分散20min，其中，水解液与硅烷偶联剂KH570以一定比例互混，以活化硅烷偶联剂，在本实施例中，水解液为80％～90％乙醇溶液，搅拌速度为200～1000rpm，另外，相对于100mL水解液，硅烷偶联剂KH570的加量为10～20mL。
步骤S320，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。
具体地，将产物(Metal-oxide/clay)添加至含有硅烷偶联剂KH570的水解液中进行第一反应，其中，第一反应的温度为45～60℃，反应时长为6～12h，反应完毕后，通过真空干燥得到大分子引发剂。其中，搅拌速度为200～1000rpm；相对于1L第二溶剂，Metal-oxide/clay的加量为100～300g；进一步优选为200～600rpm；真空干燥的温度为40～60℃，干燥时间为6～16h。
本实施例通过上述方案，具体通过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。与传统的流型调节剂相比，在本申请实施例中的抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂具有优异的调节流变的性能，抗温能力达220℃。在本申请实施例中，通过第二次改性方法，使得制备抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂的反应过程稳定，也即，提高了制备过程的稳定性，从而更容易地实现工业化。
参照图4，图4为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法又一示例性实施例的流程示意图。基于上述图1所示的实施例，步骤S130，若存在氧化剂和还原剂，则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，包括：
步骤S410，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；
具体地，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，通过将大分子引发剂溶于第三溶剂中，再依次加入丙烯腈、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。其中，搅拌速度为300～1000r/min，优选为600～800r/min；第三溶剂为去离子水或丙酮；乙烯基磺酸盐单体选自2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的一种或多种。乙烯基季铵盐单体选自二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵中的一种或多种；乙烯基磺酸盐：乙烯基季铵盐：丙烯酰胺：丙烯腈：苯乙烯的摩尔比为1：0.5～3：0.5～3：0.1～1：0.2～3，优选为1：1～1.5：1～2：0.2～0.8：0.5～1。
步骤S420，向所述第四溶剂依次添加氧化剂以及还原剂，升温至预设温度后进行所述第二反应，得到所述目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂。
具体地，在温度为60～80℃时，将氧化剂和还原剂依次缓慢添加到第四溶剂中，然后升温至一定温度并保持温度稳定，反应10～48h，优选为12～24h。如此，通过原子转移自由基聚方法制备得到抗高温的负载金属氧化物的粘土流型调节剂。其中，搅拌速度为300～1000r/min，优选为600～800r/min。由于，乙醚沉淀的原理为产物在乙醚溶液的溶解度较低，且产物为非极性物质，在极性溶剂里易沉淀，因此，反应完毕后使用乙醚沉淀，所得沉淀使用无水乙醇多次洗涤得到白色至乳白色固体粉末为抗高温的负载金属氧化物的粘土流型调节剂(SMFPM，Synthesis Metal-oxide/clay Flow Pattern Modifier)。其中，氧化剂为过硫酸铵或过硫酸钾中的一种；还原剂为亚硫酸氢钠；氧化剂和还原剂的摩尔比为1：0.8～1.3。相对于100mL的第三溶剂，氧化剂的摩尔质量为0.0001～0.0005moL；即，氧化剂的摩尔质量为0.001～0005moL/L。相对于100mL的第三溶剂，大分子引发剂的用量为5～30g，优选为10～20g；即，大分子引发剂的浓度为50～300g/L，优选为100～200g/L。大分子引发剂、乙烯基磺酸盐质量比为1：0.5～1.5。
本实施例通过上述方案，具体通过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；向所述第四溶剂依次添加氧化剂以及还原剂，升温至预设温度后进行所述第二反应，得到所述目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂。与传统的流型调节剂相比，在本申请实施例中，由于负载金属氧化物的粘土流型调节剂分子链上同时具有阴离子和阳离子，可以通过反聚电解质效应，提高了负载金属氧化物的粘土流型调节剂的抗盐性能以及抗钙性能。
实施例1
本实施例在于说明采用本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂SMFPM-1。
首先，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将16g蒙脱土加入到200mL N’N-二甲基甲酰胺中，通入氮气搅拌一定时间。先后缓慢依次向其中滴加6.8g钛酸四丁酯、20mL 0.5moL/L的稀盐酸，20℃以100r/min搅拌24h。反应结束后，在10Pa、20℃条件下真空干燥48h，研磨成粉末得到Metal-oxide/clay-1，平均粒径为13.42μm。
然后，在200mL 80％乙醇溶液中以10mL/min滴加40mL硅烷偶联剂KH570，温度升至60℃，超声分散20min得到水解液。将60g Metal-oxide/clay-1分散于水解液中，在60℃下以600rpm反应12h。反应结束后将产物在10Pa、60℃条件下真空干燥16h，得到大分子引发剂-1。
最后，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例40g大分子引发剂-1溶于200mL去离子水中，再依次加入60g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、62.79g二甲基二烯丙基氯化铵、38.48g丙烯酰胺、10.61g丙烯腈和27.04g苯乙烯，通入氮气，升温至80℃，加入0.23g过硫酸钾和0.14g亚硫酸氢钠，800rpm反应24h。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得的沉淀物使用无水乙醇多次洗涤得到最终产物为白色至乳白色粉末状固体粉末，命名为SMFPM-1。
实施例2
本实施例在于说明采用本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂SMFPM-2。
首先，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将40g高岭土加入到250mL丙酮中，通入氮气搅拌一定时间。先后缓慢依次向其中滴加15.63g正硅酸乙酯、4mL 0.5moL/L的稀硝酸，30℃以1000r/min搅拌5h。反应结束后，在10Pa、30℃条件下真空干燥24h，研磨成粉末得到Metal-oxide/clay-2，平均粒径为16.39μm。
然后，在250mL 90％乙醇溶液中以5mL/min滴加25mL硅烷偶联剂KH570，温度升至45℃，超声分散20min得到水解液。将25g Metal-oxide/clay-2分散于水解液中，在45℃下以200rpm反应6h。反应结束后将产物在10Pa、40℃条件下真空干燥6h，得到大分子引发剂-2。
最后，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例25g大分子引发剂-2溶于250mL丙酮中，再依次加入12.5g烯丙基磺酸钠、17.96g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、6.66g丙烯酰胺、0.92g丙烯腈和4.68g苯乙烯，通入氮气，升温至60℃，加入0.34g过硫酸钾和0.17g亚硫酸氢钠，600rpm反应12h。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得的沉淀物使用无水乙醇多次洗涤得到最终产物为白色至乳白色粉末状固体粉末，命名为SMFPM-2。
实施例3
本实施例在于说明采用本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂SMFPM-3。
首先，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将24g凹凸棒土加入到220mL二甲基亚砜中，通入氮气搅拌一定时间。先后缓慢依次向其中滴加9.17g正硅酸乙酯、13mL 0.5moL/L的稀硫酸，25℃以600r/min搅拌12h。反应结束后，在10Pa、25℃条件下真空干燥36h，研磨成粉末得到Metal-oxide/clay-3，平均粒径为18.21μm。
然后，在220mL 85％乙醇溶液中以8mL/min滴加33mL硅烷偶联剂KH570，温度升至50℃，超声分散20min得到水解液。将33g Metal-oxide/clay-3分散于水解液中，在55℃下以400rpm反应9h。反应结束后将产物在10Pa、50℃条件下真空干燥11h，得到大分子引发剂-3。
最后，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例33g大分子引发剂-3溶于220mL去离子水中，再依次加入33g苯乙烯磺酸钠、31.91g三甲基乙烯基溴化铵、17.76g丙烯酰胺、4.08g丙烯腈和12.48g苯乙烯，通入氮气，升温至70℃，加入0.10g过硫酸胺和0.05g亚硫酸氢钠，700rpm反应18h。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得的沉淀物使用无水乙醇多次洗涤得到最终产物为白色至乳白色粉末状固体粉末，命名为SMFPM-3。
实施例4
本实施例在于说明采用本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂SMFPM-4。
首先，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将10.2g海泡石加入到200mL二甲基亚砜中，通入氮气搅拌一定时间。先后缓慢依次向其中滴加2.03g钛酸四丁酯、6mL 0.5moL/L的稀硝酸，20℃以600r/min搅拌16h。反应结束后，在10Pa、20℃条件下真空干燥26h，研磨成粉末得到Metal-oxide/clay-4，平均粒径为21.21μm。
然后，在200mL 80％乙醇溶液中以6mL/min滴加28mL硅烷偶联剂KH570，温度升至55℃，超声分散20min得到水解液。将48g Metal-oxide/clay-4分散于水解液中，在50℃下以800rpm反应11h。反应结束后将产物在10Pa、45℃条件下真空干燥8h，得到大分子引发剂-4。
最后，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例10g大分子引发剂-4溶于200mL丙酮中，再依次加入15g烯丙基磺酸钠、8.86g二甲基二烯丙基氯化铵、23.43g丙烯酰胺、0.56g丙烯腈和2.29g苯乙烯，通入氮气，升温至75℃，加入0.16g过硫酸钾和0.06g亚硫酸氢钠，1000r/min反应10h。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得的沉淀物使用无水乙醇多次洗涤得到最终产物为白色至乳白色粉末状固体粉末，命名为SMFPM-4。
实施例5
本实施例在于说明采用本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂SMFPM-5。
首先，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将16.8g蒙脱土加入到240mL丙酮中，通入氮气搅拌一定时间。先后缓慢依次向其中滴加4.08g钛酸四丁酯、18mL 0.5moL/L的稀盐酸，30℃以500r/min搅拌10h。反应结束后，在10Pa、25℃条件下真空干燥44h，研磨成粉末得到Metal-oxide/clay-5，平均粒径为26.37μm。
然后，在240mL 90％乙醇溶液中以8mL/min滴加38mL硅烷偶联剂KH570，温度升至60℃，超声分散20min得到水解液。将33g Metal-oxide/clay-5分散于水解液中，在45℃下以1000rpm反应7h。反应结束后将产物在10Pa、60℃条件下真空干燥13h，得到大分子引发剂-5。
最后，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例60g大分子引发剂-5溶于200mL去离子水中，再依次加入78g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、169.62g三甲基乙烯基溴化铵、12.58g丙烯酰胺、17.34g丙烯腈和70.72g苯乙烯，通入氮气，升温至65℃，加入0.18g过硫酸铵和0.08g亚硫酸氢钠，300r/min反应48h。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得的沉淀物使用无水乙醇多次洗涤得到最终产物为白色至乳白色粉末状固体粉末，命名为SMFPM-5。
实施例6
本实施例在于说明采用本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制得抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂SMFPM-6。
首先，在装有搅拌杆、温度计和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将39.2g凹凸棒土加入到200mL N’N-二甲基甲酰胺中，通入氮气搅拌一定时间。先后缓慢依次向其中滴加20.83g正硅酸乙酯、16mL 0.5moL/L的稀硫酸，20℃以200r/min搅拌6h。反应结束后，在10Pa、22℃条件下真空干燥32h，研磨成粉末得到Metal-oxide/clay-6，平均粒径为28.98μm。
然后，在240mL 80％乙醇溶液中以7mL/min滴加43mL硅烷偶联剂KH570，温度升至45℃，超声分散20min得到水解液。将33g Metal-oxide/clay-5分散于水解液中，在60℃下以300rpm反应11h。反应结束后将产物在10Pa、55℃条件下真空干燥10h，得到大分子引发剂-6。
最后，在装有温度计、搅拌杆和氮气引导管的500mL三口圆底烧瓶中，将本实施例19.8g大分子引发剂-5溶于220mL丙酮中，再依次加入25.74g烯丙基磺酸钠、59.76g三甲基乙烯基溴化铵、33.31g丙烯酰胺、7.81g丙烯腈和56.16g苯乙烯，通入氮气，升温至70℃，加入0.21g过硫酸钾和0.08g亚硫酸氢钠，300r/min反应36h。反应完毕后减压蒸馏将溶剂浓缩，采用乙醚进行沉淀。所得的沉淀物使用无水乙醇多次洗涤得到最终产物为白色至乳白色粉末状固体粉末，命名为SMFPM-6。
对比例1
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S110中，不使用粘土矿物颗粒，其他条件与实施例1相同。制得产品D-1。
对比例2
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S110中，不使用酸液，其他条件与实施例1相同。制得产品D-2。
对比例3
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S120中，不使用硅烷偶联剂KH570，其他条件与实施例1相同。制得产品D-3。
对比例4
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S130中，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠的加量为8.18g，其他条件与实施例1相同。制得产品D-4。
对比例5
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S130中，二甲基二烯丙基氯化铵的加量为12.48g，其他条件与实施例1相同。制得产品D-5。
对比例6
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S130中，丙烯酰胺的加量为0.48g，其他条件与实施例1相同。制得产品D-6。
对比例7
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S130中，丙烯腈的加量为53.87g，其他条件与实施例1相同。制得产品D-7。
对比例8
按照实施例1的方法，不同的是，在步骤S130中，苯乙烯的加量为0.25g，其他条件与实施例1相同。制得产品D-8。
测试例
利用实施例1～6和对比例1～8制得的产品作为水基钻井液用流型调节剂，测试其抗温性能、抗盐性能、抗钙性能和配伍性，并与市售流型调节剂Driscal-D(购自麦克巴泥浆公司)进行对比。在以下测试例中，表观粘度(AV，mPa·s)、塑性粘度(PV，mPa·s)采用六速粘度计并根据GB/T29170-2012中规定的方法进行测量；中压滤失量(API，mL)采用中压滤失仪并根据GB/T29170-2012中规定的方法进行测量；六速粘度计的厂商为青岛海通达专用仪器有限公司，型号ZNN-D6；中压滤失仪的厂商为青岛海通达专用仪器有限公司，型号ZNS-2。
一、抗温性能：
淡水钻井液基浆的制备：在400mL自来水中加入16g钻井液用钠基膨润土，10000r/min搅拌30min，室温下静置24h，制得4％钠基膨润土淡水钻井液基浆A。在400mL基浆A中分别加入2.0g的本申请实施例1～6和对比例1～8制得的产品以及市售流型调节剂Driscal-D，并分别测试所制得的钻井液在热滚前(室温)以及220℃热滚16h后的流变参数(表观粘度、塑性粘度)、中压滤失量，并按照下式(公式1)计算粘度保持率，结果如图5所示。
Figure BDA0003883353340000161
其中：η表示粘度保持率，单位为％；AVAHR表示热滚后的表观粘度，单位为mPa·s；AVBHR表示热滚前的表观粘度，单位为mPa·s。
参考图5，图5为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗温性能对比。需要说明的是，图5中热滚的条件为220℃热滚16h。
从图5可以看出，在钻井液基浆A中加入SMFPM1～SMFPM6，可显著提高钻井液的粘度，表明本申请实施例提供的抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂具有优异的增粘性能。并且钻井液在220℃热滚前后的流变性、滤失量基本能够有效保持，具体地，在流变性方面，在220℃热滚前，钻井液的表观粘度在28.5～33.5mPa，在220℃热滚后，钻井液的粘度小幅降低，表观粘度依旧能够保持在22～27.5mPa，粘度保持率高于75％；在滤失量方面，200℃热滚前后的钻井液API滤失量均低于14.2mL，表明本申请实施例提供的抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂能够抗温220℃。
相比之下，尽管D-1～D-8以及市售流型调节剂Driscal-D也具备增粘性能，但220℃热滚后钻井液的流变性显著变差，粘度保持率低于60％，同时钻井液API滤失量也相较于热滚前明显增大，即流变性调节性能及抗温性能与SMFPM1～SMFPM6存在显著差距。
二、抗盐性能：
在每400mL上述基浆A中加入120g氯化钠，得到饱和盐水基浆B，之后分别加入2g的本申请实施例1～6和对比例1～8制得的产品以及市售流型调节剂Driscal-D，并分别测试所制得的饱和盐水钻井液在热滚前以及220℃热滚16h后的流变参数(表观粘度、塑性粘度)、中压滤失量，并按照公式1计算粘度保持率，结果如图6所示，图6为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗盐性能对比。需要说明的是，图6中热滚的条件为220℃热滚16h。
从图6可以看出，在饱和盐水钻井液基浆B中加入SMFPM1～SMFPM6，依然可显著提高钻井液的粘度，在热滚前钻井液的表观粘度均大于29mPa·s，220℃热滚后，钻井液的表观粘度依旧能够保持在24mPa·s以上，粘度保持率高于75％，表明本申请实施例提供的抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂具有优异的抗盐性能。
而D-1～D-8以及市售流型调节剂Driscal-D用于饱和盐水钻井液基浆B中，220℃热滚后钻井液的表观粘度低于22mPa·s，粘度保持率低于60％，即抗盐性能与SMFPM1～SMFPM6存在显著差距。
三、抗钙性能：
在每400mL上述基浆A中加入4.0g氯化钙，得到1％CaCl2基浆C，之后分别加入2g的本申请实施例1～6和对比例1～8制得的产品以及市售流型调节剂Driscal-D，并分别测试所制得的1％CaCl2钻井液在热滚前以及220℃热滚16h后的流变参数(表观粘度、塑性粘度)、中压滤失量，并按照公式1计算粘度保持率，结果如图7所示，图7为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗钙性能对比。需要说明的是，图7中热滚的条件为220℃热滚16h。
从图7可以看出，在1％CaCl2钻井液基浆C中加入SMFPM1～SMFPM6，依然可显著提高钻井液的粘度，在热滚前钻井液的表观粘度均大于30mPa·s，220℃热滚后，钻井液的表观粘度依旧能够保持在24mPa·s以上，粘度保持率高于80.00％，表明本申请实施例提供的抗高温负载金属氧化物的粘土流型调节剂具有优异的抗钙性能。
而D-1～D-8以及市售流型调节剂Driscal-D用于1％CaCl2钻井液基浆B中，220℃热滚后钻井液的表观粘度低于13mPa·s，粘度保持率低于63％，即抗钙性能与SMFPM1～SMFPM6存在显著差距。
四、配伍性能：
在每400mL上述基浆A中依次加入1.5g NaOH、8.0g降滤失剂DSP-2、8.0g褐煤树脂SPNH、12.0g磺化沥青DYFT-1、10.0g润滑剂PF-LUBE和120g氯化钠配制成钻井液基浆Z。
在每400mL基浆Z中分别加入4g的本申请实施例1～6和对比例1～8制得的产品以及市售流型调节剂Driscal-D，并分别测试所制得的钻井液在热滚前以及220℃热滚16h后的流变参数(表观粘度、塑性粘度)、中压滤失量，并按照公式1计算粘度保持率，结果如图8所示。
参考图8，图8为本申请负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法涉及的抗配伍性能评价。需要说明的是，图8中热滚的条件为220℃热滚16h。
从图8可以看出，在含有多种助剂的钻井液基浆Z中加入SMFPM1～SMFPM6，依然可显著提高钻井液的粘度，220℃热滚16h后，钻井液的流变性能可以有效保持，粘度保持率高于82％，表现出良好的配伍性能。
综上，由图5～8可知，SMFPM1～SMFPM6与D-1～D-8和Driscal-D相比较，在抗温、抗盐和流变性调节的综合性能方面具有显著优势。具体地，在220℃热滚后，当加量为0.5％时，钻井液粘度保持率大于75％以上，可分别耐30％NaCl和1％CaCl2污染。
以上详细描述了本申请的优选实施方式，但是，本申请并不限于此。在本申请的技术构思范围内，可以对本申请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申请所公开的内容，均属于本申请的保护范围。
此外本申请还提供了一种粘土流型调节剂，所述粘土流型调节剂由上述负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制备，所述粘土流型调节剂平均分子量300～800万g/mol。
此外本申请还提供了一种水基钻井液，所述水基钻井液包括负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制备的粘土流型调节剂，所述粘土流型调节剂的用量为所述水基钻井液的0.1～2w/v％。
其中，所述粘土流型调节剂的用量优选为所述水基钻井液的优选为0.2～0.8w/v％，所述水基钻井液还含有降滤失剂DSP-2、褐煤树脂SPNH、磺化沥青DYFT-1、润滑剂PF-LUBE；以所述水基钻井液的总重量为基准，所述降滤失剂DSP-2的含量为(0.1～2w/v％)，所述褐煤树脂SPNH的含量为(0.5～2w/v％)，所述磺化沥青DYFT-1的含量为(0.5～3w/v％)，所述润滑剂PF-LUBE的含量为(1～3w/v％)。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，所述负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法包括以下步骤：
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。
2.如权利要求1所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，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。
3.如权利要求1所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，所述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。
4.如权利要求1所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，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；
向所述第四溶剂依次添加氧化剂以及还原剂，升温至预设温度后进行所述第二反应，得到所述目标负载金属氧化物的粘土流型调节剂。
5.如权利要求4所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，所述乙烯基磺酸盐、乙烯基季铵盐、丙烯酰胺、丙烯腈、苯乙烯的摩尔比为1：0.5～3：0.5～3：0.1～1：0.2～3。
6.如权利要求1所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，所述乙烯基磺酸盐包括2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠、烯丙基磺酸钠、苯乙烯磺酸钠中的一种或多种，所述乙烯基季铵盐包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、三甲基乙烯基溴化铵中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，所述粘土包括蒙脱土、高岭土、凹凸棒土和海泡石中的一种。
8.如权利要求1所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法，其特征在于，所述大分子引发剂的浓度为50～300g/L。
9.一种粘土流型调节剂，其特征在于，所述粘土流型调节剂由1-8中任一项所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制备。
10.一种水基钻井液，其特征在于，所述水基钻井液包括1-8中任一项所述的负载金属氧化物的粘土流型调节剂制备方法制备的粘土流型调节剂，所述粘土流型调节剂的用量为所述水基钻井液的0.1～2w/v％。
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