CN117106424A - 一种用于页岩油防塌减阻水基钻井液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于页岩油防塌减阻水基钻井液及其制备方法,所述用于页岩油防塌减阻水基钻井液包括以下原料:30‑50质量份钠基膨润土、5‑7质量份超支化端胺基聚合物抑制剂、13‑20质量份聚多元醇、20‑30份纳米材料、25‑33份聚合物降滤失剂、100‑400份重晶石、1000份水、以及碱,碱调节钻井液pH为7.5‑9。本发明提供的水基钻井液具有极佳润滑性能的同时,兼具封堵和抑制功能,能够耐受180℃的高温老化,各项性能指标仍然优异。
Description
技术领域
本发明属于钻井液技术领域,特别设计一种用于页岩油防塌减阻水基钻井液及其制备方法。
背景技术
页岩相比于其他地层具有更多的微裂缝薄弱点,硬脆性明显,容易膨胀破碎,储层物性较差,孔隙度和渗透率低,容易发生塌垮、井漏、托压等复杂现象。页岩油钻井工作中,钻井液的选择尤为关键,对快速安全完成钻探、完井,对井壁稳定性具有决定性作用。同时施工过程对井眼的清洁能力要求较高。页岩的地质特性决定了其对于钻井液相比于其他地层条件要求更高。页岩油钻井一般多采用性能优异的油基钻井液。但是油基钻井液产生的钻屑含油量高,处理费用高;而且随着目前油气田开采绿色环保的要求日益严格,用于页岩地址的水基钻井液的研发目前成为热点。水基钻井液成本相对较低,污染小。但是常规的水基钻井液井壁稳定性差,热稳定不足,抗污染能力差,润滑防卡能力也不足,容易出现卡钻现象。目前还缺乏一种能满足各项实际需求的针对页岩油的水基钻井液。
现有技术针对页岩地质开发了多种水基钻井液。CN110903813A公开了一种保持页岩强度的水基钻井液,包括钻井膨润土8-12份、氢氧化钠0.8-1份、复合封堵剂20-28份、降滤失剂14-20份、聚合醇防塌剂12-15份、长链醇胺酯类减摩擦剂8-12份、氯化钾12-20份、聚胺抑制剂2-4份、加重剂260-400份、水400份。该专利利用改性多孔SiO2纳米颗粒,接枝改性基团与页岩有较强亲和力,可以随水相进入页岩纳米裂缝,稳定吸附其中,增强页岩承压能力;另外多孔结构可以携带降滤失剂和聚胺抑制剂进入页岩纳米裂缝,有效阻止钻井液水相向地层持续渗透,抑制水化,保持井壁稳定。CN116064001A公开了一种页岩地层的井壁水基钻井液。其黏附护壁剂是一种聚合物,其单体包括苯乙烯、丙烯酸丁酯、2-丙烯酰胺-甲基丙烯酸。提高页岩胶结性,增强井壁稳定。
超支化聚合物是一种具有特殊结构的高分子,其一般通过AB2型/A2B型单体经过多次聚合,得到支链结构丰富的树枝状的网状结构。其分子间不易缠结,不影响流动性。目前超支化聚多元醇,超支化聚醚胺,超支化磺酸基封端聚合物在水基钻井液中都有具体应用。比如CN111718698A公开了一种超支化聚醚胺的页岩抑制剂和包括该抑制剂的水基钻井液。其是二烯丙基胺溶液滴加至二醚胺化合物溶液,升温反应,再经过后处理得到。其具有丰富的端氨基,在黏土表面形成水化膜,具有很好的抑制性。但是其耐受高温能力不足。在实际的钻井,特别是深层钻井中的高温工作环境并不能满足需求。
现有技术中针对页岩的水基钻井液主要考虑增强井壁稳定性,防止卡井现象。但较少考虑在高温条件下的各项钻井液性能。而且多采用磺酸基(盐),其虽然具有比较优异的钻井液性能,但是在钻井时高温高压的工作环境,磺酸基类钻井液生物毒性较高,后处理困难,不满足目前油田化学绿色环保的理念。而且其综合性能还不能满足目前对于页岩地层的钻井液需求。因此,亟需开发一种适用于页岩地质,性能与油基钻井液相当的高性能水基钻井液具有十分重要的现实意义。
发明内容
为解决现有技术还缺乏一种高性能专门适用于页岩油的水基钻井液,本发明提出了一种用于页岩油防塌减阻水基钻井液及其制备方法。本发明提供的水基钻井液具有极佳润滑性能的同时,兼具封堵和抑制功能,能够耐受180℃的高温老化,各项性能指标仍然优异。本发明提供以下技术方案用于解决上述技术问题。
一种用于页岩油防塌减阻水基钻井液,包括以下原料:30-50质量份钠基膨润土、5-7质量份超支化端胺基聚合物抑制剂、13-20质量份聚多元醇、20-30份纳米材料、25-33份聚合物降滤失剂、100-400份重晶石、1000份水、以及碱,碱调节钻井液pH为7.5-9;
所述超支化端胺基聚合物抑制剂是多烯烃官能度单体和赖氨酸单体通过烯基和胺基的迈克尔加成反应制备得到;所述超支化端胺基聚合物抑制剂的重均分子量为6400-8700 g/mol;
所述聚合物降滤失剂是通过包括以下单体共聚制备得到:20-30质量份(甲基)丙烯酸,3-5质量份丙烯酸异冰片酯,1-2质量份含双键硅烷偶联剂,2-3.5质量份丙烯酸含氟烷基酯、5-7质量份二甲基二烯丙基氯化铵;聚合物降滤失剂的重均分子量为12600-13300g/mol;
所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纤维素纳米晶按照质量比12-18:7-10:2-3的复配。
进一步地,所述超支化端胺基聚合物抑制剂是通过包括以下步骤的制备方法得到:
赖氨酸溶解于溶剂,冰水浴条件下缓慢加入多烯烃官能度单体,搅拌条件下反应8-10h,之后加入碱性催化剂,升温至40℃,继续反应48h,用丙酮沉淀,洗涤,真空干燥得到产物,为超支化端胺基聚合物。
反应首先在冰水浴条件下进行,目的是先通过多烯烃官能度单体上的一个烯基和赖氨酸上一个氨基发生反应得到AB2和/或AB3单体,之后升温条件下,AB2/AB3单体上的氨基和烯基在碱性催化剂条件下继续发生迈克尔加成,得到超支化的端氨基聚合物。
进一步地,多烯烃官能度单体的烯基和赖氨酸单体的胺基物质的量之比为1:1.05-1.1,溶剂选自水、甲醇、乙醇及其任意比例的混合溶剂。
更进一步地,多烯烃官能度单体为双烯单体和三烯单体按照摩尔比3-5:1的复配,所述双烯单体选自甲叉双丙烯酰胺、二乙二醇双丙烯酸酯中的至少一种,所述三烯单体选自三丙烯酸酯单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三羟丙基醚三丙烯酸酯中的至少一种;所述碱性催化剂选自叔丁醇钠、乙醇钠、二异丙胺锂、三乙胺中的至少一种,碱性催化剂用量为单体总质量(多烯烃官能度单体和赖氨酸单体的总和)的1-3wt%。
本发明通过烯基和胺基的迈尔克加成反应,制备得到了超支化的端氨基聚合物,其具有树枝状支链结构,含有大量端氨基,可以和页岩表面具有很好的亲和力,同时超支化的结构能够耐受深层钻井的高温。
进一步地,所述聚合物降滤失剂是通过包括以下步骤的制备方法得到:(甲基)丙烯酸,丙烯酸异冰片酯,含双键硅烷偶联剂,丙烯酸含氟烷基酯、二甲基二烯丙基氯化铵以及溶剂投料后,氮气排除空气,缓慢加入引发剂和链转移剂,升温至6℃搅拌条件下保温反应10h,冷却,中和,冷冻干燥,得到聚合物降滤失剂。
本发明钻井液不再使用常规的沥青作为降滤失剂,降滤失性能更佳,并且能够耐受高温老化,降滤失性能基本没有损失,满足页岩油钻井液深层工作和绿色环保的要求。本发明制备得到的聚合物降滤失剂,有效减少水向页岩地层渗透,聚合物上含有丰富的功能性基团:通过硅氧烷、阳离子吸附在粘土表面,改变粘土润湿性,通过含氟烷基疏水成膜阻止水与地层接触。配合本发明钻井液中纳米材料成分,阻止页岩渗透水化膨胀,能维持井壁稳定,并且有效降低钻井液和钻头,钻头和井壁之间的摩擦,降低损耗,提高效率。有效解决页岩地层容易井壁失稳的问题,保证页岩地层钻井时的安全和钻井效率。
进一步地,所述含双键硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述丙烯酸含氟烷基酯选自丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸五氟丙酯、丙烯酸六氟丁酯中的至少一种。
更进一步地,聚合物降滤失剂制备中,所述溶剂为醇水溶液,醇质量百分比为20-30%,所述醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中至少一种;所述引发剂选自过硫酸盐和亚硫酸氢盐按照质量比1:1的复配,所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中至少一种,所述亚硫酸氢盐选自亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾中至少一种;引发剂用量为单体总质量的1wt%;所述链转移剂选自正丁硫醇、叔丁硫醇中的至少一种,链转移剂用量是单体总质量的0.3wt%。
纳米二氧化硅为10-50nm和300-500nm按照质量比1:3-5的混合物,纳米氧化锌尺寸为100-200nm,纤维素纳米晶长度为20-100nm,羧基含量5-10mmol/g。发明人发现,以上述复配的纳米材料作为钻井液组分,兼具封堵性和润滑性,能有效提升钻井液性能,保持钻井时井壁稳定。为了避免高温对植物油类、表面活性剂类润滑剂润滑性能的下降,现有技术有采用氧化石墨烯作为润滑剂的报道,氧化石墨烯可以渗透到岩层的微观孔隙,形成自修复保护膜,较少收到环境液体和高温的影响,可以提高钻井液的润滑性能以及降滤失性能,同时还能提高钻井液的高温稳定性。但是氧化石墨烯价格昂贵,限制了其应用。本发明使用纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纤维纳米晶一定比例的复配,也能达到接近甚至超过加入氧化石墨烯的效果,大大降低钻井液制造成本。
所述聚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇中至少一种,其数均分子量为2000-3000 g/mol;所述碱为NaOH、KOH中至少一种。
本发明提供的钻井液通过重晶石调节密度,在1.2-1.9 g/cm3范围内密度可调。
本发明还提供了所述用于页岩油防塌减阻水基钻井液的制备方法,包括以下步骤:
水加热至40-60℃,搅拌条件下加入钠基膨润土和纳米材料,搅拌均匀后,再加入超支化端氨基聚抑制剂、聚多元醇、聚合物降滤失剂,之后加入重晶石调节密度,最后加入碱调节pH,得到钻井液。
相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:
一、通过对钻井液各成分进行合理配伍,制备得到了适用于页岩地层的超支化聚合物作为页岩抑制剂,以及特定单体共聚制得的聚合物降滤失剂。本发明提供的水基钻井液综合性能优异,能耐受180℃高温老化,各项性能指标仍令人满意,可以有效改善钻井液的抑制性、封堵性,降低渗透性,阻止滤液进入页岩地层,防止页岩吸水、膨胀导致的强度降低。
二、本发明水基钻井液绿色环保,满足目前油井钻井日益严格的环保要求。性能已经和油基钻井液相当,甚至更好。
三、本发明采用复配的纳米材料,兼具封堵性和润滑性,克服了由于页岩地质容易膨胀易碎造成的卡钻现象。
四、本发明提供的水基钻井液综合性能优异,兼具有强抑制、强封堵、润滑性和热稳定性,可以适应高的机械钻速,能提高页岩地层钻探速度,并且保证井壁稳定。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。
本发明实施例中所述“份”,如果没有特别说明,均为质量份;所述“%”,如果没有特别说明,均为质量百分比。
纤维素纳米晶为棒状结构,长度50nm,羧基含量8mmol/g。
制备例1-1
4.73摩尔份赖氨酸溶于甲醇水溶液(甲醇:水=50:50,v/v),在冰水浴条件下,缓慢加入3摩尔份甲叉双丙烯酰胺和1摩尔份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,反应8h,加入单体总质量1wt%的叔丁醇作为催化剂,物料在40℃恒温下反应48h,用丙酮沉淀,洗涤,真空干燥得到粉状产物,为超支化端胺基聚合物1。经过测试,本制备例所得超支化端胺基聚合物重均分子量约为8700 g/mol。
制备例1-2
6.85摩尔份赖氨酸溶于甲醇水溶液(甲醇:水=50:50,v/v),在冰水浴条件下,缓慢加入5摩尔份二乙二醇双丙烯酸酯和1摩尔份甘油三羟丙基醚三丙烯酸酯,反应10h,加入单体总质量1wt%的叔丁醇作为催化剂,物料在40℃恒温下反应48h,用丙酮沉淀,洗涤,真空干燥得到粉状产物,为超支化端胺基聚合物2。经过测试,本制备例所得超支化端胺基聚合物重均分子量约为8200 g/mol。
制备例1-3
3.15摩尔份赖氨酸溶于甲醇水溶液(甲醇:水=50:50,v/v),在冰水浴条件下,缓慢加入3摩尔份甲叉双丙烯酰胺,反应8h,加入单体总质量1wt%的叔丁醇作为催化剂,物料在40℃恒温下反应48h,用丙酮沉淀,洗涤,真空干燥得到粉状产物,为超支化端胺基聚合物3。经过测试,本制备例所得超支化端胺基聚合物重均分子量约为6400 g/mol。
制备例1-4
1.6摩尔份赖氨酸溶于甲醇水溶液(甲醇:水=50:50,v/v),在冰水浴条件下,缓慢加入1摩尔份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,反应8h,加入单体总质量1wt%的叔丁醇作为催化剂,物料在40℃恒温下反应48h,用丙酮沉淀,洗涤,真空干燥得到粉状产物,为超支化端胺基聚合物4。经过测试,本制备例所得超支化端胺基聚合物重均分子量约为7100 g/mol。
制备例2-1
20质量份丙烯酸,3质量份丙烯酸异冰片酯,2质量份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,3.5质量份丙烯酸六氟丁酯、5质量份二甲基二烯丙基氯化铵投料于20wt%乙醇水溶液中,通入氮气排除空气,升温至60℃,搅拌条件下,缓慢加入单体总质量1%(0.335质量份)的引发剂(过硫酸钠和亚硫酸氢钠按照质量比1:1的复配)和单体总质量0.3%(0.101质量份)的链转移剂正丁硫醇,保温反应10h,冷却,加入5wt%NaOH水溶液中和调节pH为7,冷冻干燥,得到聚合物降滤失剂1,经过测试,其重均分子量为12600 g/mol。
制备例2-2
其他条件和制备例2-1相同,区别在于单体为30质量份甲基丙烯酸,5质量份丙烯酸异冰片酯,1质量份乙烯基三甲氧基硅烷,2质量份甲基丙烯酸三氟乙酯、7质量份二甲基二烯丙基氯化铵。最终得到聚合物降滤失剂2,经过测试,其重均分子量为13300 g/mol。
对比制备例1
其他条件和制备例2-1相同,区别在于单体中不加入丙烯酸异冰片酯。最终得到聚合物降滤失剂3。
对比制备例2
其他条件和制备例2-1相同,区别在于单体中不加入γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。最终得到聚合物降滤失剂4。
对比制备例3
其他条件和制备例2-1相同,区别在于单体中不加入二甲基二烯丙基氯化铵。最终得到聚合物降滤失剂5。
对比制备例4
其他条件和制备例2-1相同,区别在于单体中不加入丙烯酸六氟丁酯。最终得到聚合物降滤失剂6。
实施例1
100质量份水加热至45℃,搅拌条件下加入30质量份钠基膨润土和20质量份纳米材料(尺寸为50nm的二氧化硅,尺寸为400nm的二氧化硅,尺寸为100nm的纳米氧化锌,长度为50nm的纤维素纳米晶按照质量比2:10:7:2的复配),搅拌均匀后,再加入5质量份制备例1-1制得的超支化端胺基聚合物1作为抑制剂、20质量份聚乙二醇(PEG3000)、25质量份制备例2-1制得的聚合物降滤失剂1,150质量份重晶石,最后加入NaOH调节pH为8,得到钻井液。
实施例2
100质量份水加热至40℃,搅拌条件下加入50质量份钠基膨润土和30质量份纳米材料(尺寸为50nm的二氧化硅,尺寸为400nm的二氧化硅,尺寸为100nm的纳米氧化锌,长度为50nm的纤维素纳米晶按照质量比3:15:10:3的复配),搅拌均匀后,再加入7质量份制备例1-2制得的超支化端胺基聚合物2作为抑制剂、13质量份聚乙二醇(PEG2000)、33质量份制备例2-2制得的聚合物降滤失剂2,150质量份重晶石,最后加入NaOH调节pH为8,得到钻井液。
实施例3
100质量份水加热至40℃,搅拌条件下加入40质量份钠基膨润土和27质量份纳米材料(尺寸为50nm的二氧化硅,尺寸为400nm的二氧化硅,尺寸为100nm的纳米氧化锌,长度为50nm的纤维素纳米晶按照质量比2:10:10:3的复配),搅拌均匀后,再加入7质量份制备例1-1制得的超支化端胺基聚合物1作为抑制剂、15质量份聚乙二醇(PEG2000)、30质量份制备例2-2制得的聚合物降滤失剂2,150质量份重晶石,最后加入NaOH调节pH为8,得到钻井液。
实施例4
其他条件和实施例3相同,区别在于超支化端胺基聚合物1替换为等质量的制备例1-3制得的超支化端胺基聚合物3。
实施例5
其他条件和实施例3相同,区别在于超支化端胺基聚合物1替换为等质量的制备例1-4制得的超支化端胺基聚合物4。
实施例6
其他条件和实施例3相同,区别在于27质量份纳米材料为尺寸为50nm的二氧化硅,尺寸为100nm的纳米氧化锌,长度为50nm的纤维素纳米晶按照质量比12:10:3的复配。二氧化硅尺寸全部为50nm。
实施例7
其他条件和实施例3相同,区别在于27质量份纳米材料为尺寸为400nm的二氧化硅,尺寸为100nm的纳米氧化锌,长度为50nm的纤维素纳米晶按照质量比12:10:3的复配。二氧化硅尺寸全部为400nm。
对比例1
其他条件和实施例3相同,区别在于聚合物降滤失剂2替换为等质量的对比制备例1制得的聚合物降滤失剂3。
对比例2
其他条件和实施例3相同,区别在于聚合物降滤失剂2替换为等质量的对比制备例2制得的聚合物降滤失剂4。
对比例3
其他条件和实施例3相同,区别在于聚合物降滤失剂2替换为等质量的对比制备例3制得的聚合物降滤失剂5。
对比例4
其他条件和实施例3相同,区别在于聚合物降滤失剂2替换为等质量的对比制备例4制得的聚合物降滤失剂6。
对比例5
其他条件和实施例3相同,区别在于27质量份纳米材料为尺寸为50nm的二氧化硅,尺寸为400nm的二氧化硅,尺寸为100nm的纳米氧化锌按照质量比2:10:10的复配),即不加入纤维素纳米晶。
对比例6
其他条件和实施例3相同,区别在于27质量份纳米材料为尺寸为50nm的二氧化硅,尺寸为400nm的二氧化硅,长度为50nm的纤维素纳米晶按照质量比2:10:3的复配。即不加入纳米氧化锌。
应用例
1.页岩抑制性能参照SY/T6335-1997进行测试,测试膨润土16h线性膨胀率(%)。膨胀率越小,说明本发明钻井液对页岩的抑制水化膨胀性能越好。
2.页岩封堵率:采用页岩膜测试仪测试渗透率。通过加入高温老化后的钻井液前后渗透率变化计算封堵率R=P1-P2/P1×100%,其中P1为盐水渗透率,P2为加入钻井液后渗透率。高温老化是180℃滚动老化16h。
3.岩屑滚动回收率:将50g准确称量的6-10g干燥岩屑加入老化罐,加入钻井液,180℃滚动老化16h,岩屑过筛,冲洗,充分干燥后称重,计算岩屑滚动回收率。
4.HTHP滤失量(3.5MPa,220℃,30min)。
5.润滑系数是测试钻井液180℃滚动老哈16h后的极压润滑系数,测试条件60rpm,扭力16.95N·m。
表1 水基钻井液性能测试
钻井液 | 16h页岩线性膨胀率 | 岩屑滚动回收率 | 页岩封堵率 | HTHP滤失量(mL) | 高温老化后润滑系数 |
实施例1 | 35.3% | 94.6% | 94.5% | 7.5 | 0.09 |
实施例2 | 33.8% | 93.8% | 93.7% | 7.2 | 0.08 |
实施例3 | 31.7% | 96.2% | 95.3% | 6.7 | 0.07 |
实施例4 | 39..3% | 92.7% | 94.5% | 7.3 | 0.08 |
实施例5 | 37.5% | 95.0% | 95.2% | 6.8 | 0.09 |
实施例6 | 34.2% | 96.1% | 91.7% | 7.1 | 0.10 |
实施例7 | 33.5% | 90.7% | 86.2% | 7.2 | 0.13 |
对比例1 | 35.6% | 93.7% | 92.2% | 9.4 | 0.09 |
对比例2 | 56.7% | 87.3% | 91.2% | 8.5 | 0.11 |
对比例3 | 54.2% | 91.2% | 88.2% | 7.7 | 0.10 |
对比例4 | 63.0% | 86.7% | 93.6% | 7.2 | 0.11 |
对比例5 | 44.6% | 93.5% | 92.7% | 7.0 | 0.18 |
对比例6 | 42.2% | 92.1% | 91.9% | 7.1 | 0.14 |
Claims (10)
1.一种用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,包括以下原料:30-50质量份钠基膨润土、5-7质量份超支化端胺基聚合物抑制剂、13-20质量份聚多元醇、20-30份纳米材料、25-33份聚合物降滤失剂、100-400份重晶石、1000份水、以及碱,碱调节钻井液pH为7.5-9;
所述超支化端胺基聚合物抑制剂是多烯烃官能度单体和赖氨酸单体通过烯基和胺基的迈克尔加成反应制备得到;所述超支化端胺基聚合物抑制剂的重均分子量为6400-8700g/mol;
所述聚合物降滤失剂是通过包括以下单体共聚制备得到:20-30质量份(甲基)丙烯酸,3-5质量份丙烯酸异冰片酯,1-2质量份含双键硅烷偶联剂,2-3.5质量份丙烯酸含氟烷基酯、5-7质量份二甲基二烯丙基氯化铵;聚合物降滤失剂的重均分子量为12600-13300 g/mol;
所述纳米材料为纳米二氧化硅、纳米氧化锌和纤维素纳米晶按照质量比12-18:7-10:2-3的复配。
2.根据权利要求1所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,所述超支化端胺基聚合物抑制剂是通过包括以下步骤的制备方法得到:
赖氨酸溶解于溶剂,冰水浴条件下缓慢加入多烯烃官能度单体,搅拌条件下反应8-10h,之后加入碱性催化剂,升温至40℃,继续反应48h,用丙酮沉淀,洗涤,真空干燥得到产物,为超支化端胺基聚合物。
3.根据权利要求2所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,多烯烃官能度单体的烯基和赖氨酸单体的胺基物质的量之比为1:1.05-1.1,溶剂选自水、甲醇、乙醇及其任意比例的混合溶剂。
4.根据权利要求2所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,多烯烃官能度单体为双烯单体和三烯单体按照摩尔比3-5:1的复配,所述双烯单体选自甲叉双丙烯酰胺、二乙二醇双丙烯酸酯中的至少一种,所述三烯单体选自三丙烯酸酯单体选自三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三羟丙基醚三丙烯酸酯中的至少一种;所述碱性催化剂选自叔丁醇钠、乙醇钠、二异丙胺锂、三乙胺中的至少一种,碱性催化剂用量为单体总质量的1-3wt%。
5.根据权利要求1所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,所述聚合物降滤失剂是通过包括以下步骤的制备方法得到:(甲基)丙烯酸,丙烯酸异冰片酯,含双键硅烷偶联剂,丙烯酸含氟烷基酯、二甲基二烯丙基氯化铵以及溶剂投料后,氮气排除空气,缓慢加入引发剂和链转移剂,升温至60℃搅拌条件下保温反应10h,冷却,中和,冷冻干燥,得到聚合物降滤失剂。
6.根据权利要求5所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,所述含双键硅烷偶联剂选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种;所述丙烯酸含氟烷基酯选自丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸四氟丙酯、丙烯酸五氟丙酯、丙烯酸六氟丁酯中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,所述溶剂为醇水溶液,醇质量百分比为20-30%,所述醇选自甲醇、乙醇、异丙醇中至少一种;所述引发剂选自过硫酸盐和亚硫酸氢盐按照质量比1:1的复配,所述过硫酸盐选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中至少一种,所述亚硫酸氢盐选自亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾中至少一种;引发剂用量为单体总质量的1wt%;所述链转移剂选自正丁硫醇、叔丁硫醇中的至少一种,链转移剂用量是单体总质量的0.3wt%。
8.根据权利要求1所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,纳米二氧化硅为10-50nm和300-500nm按照质量比1:3-5的混合物,纳米氧化锌尺寸为100-200nm,纤维素纳米晶长度为20-100nm,羧基含量5-10mmol/g。
9.根据权利要求1所述的用于页岩油防塌减阻水基钻井液,其特征在于,所述聚多元醇为聚乙二醇、聚丙二醇中至少一种,其数均分子量为2000-3000 g/mol;所述碱为NaOH、KOH中至少一种。
10.根据权利要求1-9任一项所述用于页岩油防塌减阻水基钻井液的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
水加热至40-60℃,搅拌条件下加入钠基膨润土和纳米材料,搅拌均匀后,再加入超支化端氨基聚抑制剂、聚多元醇、聚合物降滤失剂,之后加入重晶石调节密度,最后加入碱调节pH,得到钻井液。
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