CN109370549B - 适用于油基钻井液用携屑剂的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油气钻井领域，具体涉及适用于油基钻井液用携屑剂的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法和应用。该Janus粒子为表面具有不对称改性的二氧化硅纳米粒子，其中，所述Janus粒子的部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团，以及所述Janus粒子的至少部分剩余表面修饰有式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团。本发明结合了Janus粒子结构与性能不对称的特殊性，实现了在乳化油基钻井液中“起泡、稳泡”的作用。而以超双疏Janus粒子携屑剂为核心处理剂形成高效携屑的油基钻井液体系，提高复杂井钻井速度和井眼净化效率，进一步促进非常规油气藏的不断勘探开发。

Description

适用于油基钻井液用携屑剂的二氧化硅的超双疏Janus粒子 及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油气钻井领域，具体涉及适用于油基钻井液用携屑剂的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法和应用。
背景技术
随着我国勘探开发越来越向更深地层开发的前提下，对钻井技术提出了更高的要求，更对钻井液的性能提出严苛的要求。在大位移井和复杂井的钻井过程中，水湿性岩屑难以随着油基钻井液运移导致“岩屑床”的形成，特别在弱凝胶强度的无土相油基钻井液中更易造成严重的安全隐患，常规的“优化钻井液流变参数、增加泥浆泵排量、活动钻具”等方法难以解决上述问题，因此需要研发出具有高效携屑效果的油基钻井液体系来提高钻井速度。
目前，国内外研发的油基钻井液携屑剂主要是一些通过改变油基钻井液的流变性能的流型调节剂，常规的流型调节剂主要有有机土和聚合物两大类，有机土是通过有机改性剂改性膨润土由此获得的具备携屑性能的携屑剂，但是此类携屑剂改性剂用量大，成本高；聚合物类主要是通过改善钻井液的流变性能，提高其增粘提切的效果达到携屑提速的效果，但是此类携屑剂存在溶解性能要求苛刻，油溶性聚合物生产工艺复杂等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在不影响油基钻井液本身流变性能的基础上提高钻井液的起泡效果、稳泡效果及携屑效率的适用于油基钻井液用携屑剂的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法和应用。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种二氧化硅的Janus粒子，该Janus粒子为表面具有不对称改性的二氧化硅纳米粒子，其中，所述Janus粒子的部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团，以及所述Janus粒子的至少部分剩余表面修饰有式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团；
式(1)
Figure BDA0001793191580000021
式(2)
Figure BDA0001793191580000022
其中，R1-R6各自独立地选自C1-C6的烷基和C1-C6的烷氧基；L1选自C1-C8的亚烷基；R7选自C6-C20的烷基。
本发明第二方面提供一种二氧化硅的Janus粒子的制备方法，该方法包括：
(1)将二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护；
(2)在第一溶剂中，将保护后的二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷进行第一接触反应，而后除去溶剂得到部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的二氧化硅纳米粒子；所述第一溶剂为含醇和水的混合溶剂；
(3)暴露被保护的二氧化硅纳米粒子的剩余表面；
(4)在第二溶剂中，将剩余表面暴露的二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷进行第二接触反应以在二氧化硅纳米粒子的至少部分剩余表面修饰上式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团；所述第二溶剂为含醇和水的混合溶剂；
式(1)
Figure BDA0001793191580000031
式(2)
Figure BDA0001793191580000032
其中，R1-R6各自独立地选自C1-C6的烷基和C1-C6的烷氧基；L1选自C1-C8的亚烷基；R7选自C6-C20的烷基。
本发明第三方面提供由上述方法制得的二氧化硅的Janus粒子。
本发明第四方面提供上述二氧化硅的Janus粒子在油基钻井液中作为携屑剂的应用。
本发明第五方面提供含有上述二氧化硅的Janus粒子的油基钻井液。
本发明第六方面提供上述油基钻井液在油气钻井中的应用。
本发明提供的该二氧化硅的超双疏Janus粒子的部分表面有疏水基团，部分表面分布有疏油基团，从而表现出超双疏性能，所以可以反转固体表面的润湿性能，同时由于其自身的固体表面活性剂特性而具有良好的起泡效果和稳泡效果，从而让气泡稳定吸附于钻屑表面，将岩屑带出井筒，达到提高携屑效率的目的。
本发明结合了Janus粒子结构与性能不对称的特殊性，实现了在乳化油基钻井液中“起泡、稳泡”的作用。而以超双疏Janus粒子携屑剂为核心处理剂形成高效携屑的油基钻井液体系，提高复杂井钻井速度和井眼净化效率，进一步促进非常规油气藏的不断勘探开发。
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一种二氧化硅的Janus粒子，该Janus粒子为表面具有不对称改性的二氧化硅纳米粒子，其中，所述Janus粒子的部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团，以及所述Janus粒子的至少部分剩余表面修饰有式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团；
式(1)
Figure BDA0001793191580000041
式(2)
Figure BDA0001793191580000042
其中，R1-R6各自独立地选自C1-C6的烷基和C1-C6的烷氧基；L1选自C1-C8的亚烷基；R7选自C6-C20的烷基。
本发明的结构与性能不对称的二氧化硅的超双疏Janus粒子携屑剂可吸附于乳状的油基钻井液气液界面上，增强泡沫稳定性，解决油基钻井液泡沫难以稳定存在的技术难题；同时，吸附于岩屑上，使岩屑表面反转为超双疏而吸附气泡、增强岩屑上浮力，避免“岩屑床”的形成。
根据本发明，其中，上述C1-C6的烷基例如可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基等。
根据本发明，其中，上述C1-C6的烷氧基例如可以为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、正己氧基等。
其中，上述C1-C8的亚烷基例如可以为-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-、-CH2-(CH2)2-CH2-、-CH2-CH(CH3)-CH2-、-C(CH3)2-CH2-或-CH2-C(CH3)2-等。
其中，上述C6-C20的烷基的具体实例例如可以为C6烷基(例如为正己基)、C7烷基(例如为正庚基)、C8烷基(例如为正辛基)、C9烷基(例如为正壬基)、C10烷基(例如为正癸基)、C11烷基(例如为正十一烷基)、C12烷基(例如为正十二烷基)、C14烷基(例如为正十四烷基)、C16烷基(例如为正十六烷基)、C18烷基(例如为正十八烷基)、C20烷基(例如为正二十烷基)等。
根据本发明，为了获得携屑能力更优越的且更适用于油基钻井液的超双疏性携屑剂，优选情况下，R1-R6各自独立地选自C1-C4的烷基和C1-C4的烷氧基；L1选自C1-C6的亚烷基；R7选自C6-C16的烷基。
更优选地，R1-R6各自独立地选自甲基、乙基、正丙基、甲氧基、乙氧基和正丙氧基；L1选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-或-CH2-(CH2)2-CH2-；R7选自正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基或正十六烷基。
其中，式(1)所示的硅烷的具体实例优选为以下式所示的硅烷中的一种或多种：
式(1-1)：式(1)中，R1-R3均为甲氧基，L1为-CH2-(可称为氨甲基三甲氧基硅烷)；
式(1-2)：式(1)中，R1-R3均为甲氧基，L1为-CH2-CH2-(可称为2-氨乙基三甲氧基硅烷)；
式(1-3)：式(1)中，R1-R3均为甲氧基，L1为-CH2-CH2-CH2-(可称为3-氨丙基三甲氧基硅烷)；
式(1-4)：式(1)中，R1-R3均为乙氧基，L1为-CH2-(可称为氨甲基三乙氧基硅烷)；
式(1-5)：式(1)中，R1-R3均为乙氧基，L1为-CH2-CH2-(可称为2-氨乙基三乙氧基硅烷)；
式(1-6)：式(1)中，R1-R3均为乙氧基，L1为-CH2-CH2-CH2-(可称为3-氨丙基三乙氧基硅烷)；
式(1-7)：式(1)中，R1-R3均为甲基，L1为-CH2-(可称为氨甲基三甲基硅烷)；
式(1-8)：式(1)中，R1-R3均为甲基，L1为-CH2-CH2-(可称为2-氨乙基三甲基硅烷)；
式(1-9)：式(1)中，R1-R3均为甲基，L1为-CH2-CH2-CH2-(可称为3-氨丙基三甲基硅烷)；
式(1-10)：式(1)中，R1-R3均为乙基，L1为-CH2-(可称为氨甲基三乙基硅烷)；
式(1-11)：式(1)中，R1-R3均为乙基，L1为-CH2-CH2-(可称为2-氨乙基三乙基硅烷)；
式(1-12)：式(1)中，R1-R3均为乙基，L1为-CH2-CH2-CH2-(可称为3-氨丙基三乙基硅烷)。
其中，式(2)所示的硅烷的具体实例优选为以下式所示的硅烷中的一种或多种：
式(2-1)：式(2)中，R1-R3均为甲氧基，R7为正己基(可称为正己基三甲氧基硅烷)；
式(2-2)：式(2)中，R1-R3均为甲氧基，R7为正辛基(可称为正辛基三甲氧基硅烷)；
式(2-3)：式(2)中，R1-R3均为甲氧基，R7为正癸基(可称为正癸基三甲氧基硅烷)；
式(2-4)：式(2)中，R1-R3均为甲氧基，R7为正十二烷基(可称为正十二烷基三甲氧基硅烷)；
式(2-5)：式(2)中，R1-R3均为甲氧基，R7为正十四烷基(可称为正十四烷基三甲氧基硅烷)；
式(2-6)：式(2)中，R1-R3均为甲氧基，R7为正十六烷基(可称为正十六烷基三甲氧基硅烷)；
式(2-7)：式(2)中，R1-R3均为乙氧基，R7为正己基(可称为正己基三乙氧基硅烷)；
式(2-8)：式(2)中，R1-R3均为乙氧基，R7为正辛基(可称为正辛基三乙氧基硅烷)；
式(2-9)：式(2)中，R1-R3均为乙氧基，R7为正癸基(可称为正癸基三乙氧基硅烷)；
式(2-10)：式(2)中，R1-R3均为乙氧基，R7为正十二烷基(可称为正十二烷基三乙氧基硅烷)；
式(2-11)：式(2)中，R1-R3均为乙氧基，R7为正十四烷基(可称为正十四烷基三乙氧基硅烷)；
式(2-12)：式(2)中，R1-R3均为乙氧基，R7为正十六烷基(可称为正十六烷基三乙氧基硅烷)；
式(2-13)：式(2)中，R1-R3均为甲基，R7为正己基(可称为正己基三甲基硅烷)；
式(2-14)：式(2)中，R1-R3均为甲基，R7为正辛基(可称为正辛基三甲基硅烷)；
式(2-15)：式(2)中，R1-R3均为甲基，R7为正癸基(可称为正癸基三甲基硅烷)；
式(2-16)：式(2)中，R1-R3均为甲基，R7为正十二烷基(可称为正十二烷基三甲基硅烷)；
式(2-17)：式(2)中，R1-R3均为甲基，R7为正十四烷基(可称为正十四烷基三甲基硅烷)；
式(2-18)：式(2)中，R1-R3均为甲基，R7为正十六烷基(可称为正十六烷基三甲基硅烷)；
式(2-19)：式(2)中，R1-R3均为乙基，R7为正己基(可称为正己基三乙基硅烷)；
式(2-20)：式(2)中，R1-R3均为乙基，R7为正辛基(可称为正辛基三乙基硅烷)；
式(2-21)：式(2)中，R1-R3均为乙基，R7为正癸基(可称为正癸基三乙基硅烷)；
式(2-22)：式(2)中，R1-R3均为乙基，R7为正十二烷基(可称为正十二烷基三乙基硅烷)；
式(2-23)：式(2)中，R1-R3均为乙基，R7为正十四烷基(可称为正十四烷基三乙基硅烷)；
式(2-24)：式(2)中，R1-R3均为乙基，R7为正十六烷基(可称为正十六烷基三乙基硅烷)。
根据本发明，上述式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团主要是指式(1)所示的硅烷中的R1-R3中的至少一个水解成羟基后形成的硅羟基与二氧化硅纳米粒子表面的活性基团(例如羟基)反应，从而使得式(1)所示的硅烷以改性基团的形式键合于所述二氧化硅纳米粒子表面；同样，式(2)所示的硅烷中R4-R6中的至少一个水解成羟基后形成的硅羟基与二氧化硅纳米粒子表面的活性基团(例如羟基)反应，从而使得式(2)所示的硅烷以改性基团的形式键合于所述二氧化硅纳米粒子表面。
根据本发明，所述二氧化硅纳米粒子的尺寸应当适用于油基钻井液的携屑剂，为此，优选地，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为100-1000nm，优选为200-800nm，更优选为300-600nm。
根据本发明，为了使得本发明的Janus粒子能够表现出更好的携屑性能以及与油基钻井液具有更好的相容性，优选地，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的重量比为100：10-150，优选为100：40-120，优选为100：50-100，更优选为100：80-100。
优选地，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团的重量比为100：5-100，优选为100：5-80，优选为100：10-60，更优选为100：30-50。
本发明第二方面提供了一种二氧化硅的Janus粒子的制备方法，该方法包括：
(1)将二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护；
(2)在第一溶剂中，将保护后的二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷进行第一接触反应，而后除去溶剂得到部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的二氧化硅纳米粒子；所述第一溶剂为含醇和水的混合溶剂；
(3)暴露被保护的二氧化硅纳米粒子的剩余表面；
(4)在第二溶剂中，将剩余表面暴露的二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷进行第二接触反应以在二氧化硅纳米粒子的至少部分剩余表面修饰上式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团；所述第二溶剂为含醇和水的混合溶剂；
式(1)
Figure BDA0001793191580000091
式(2)
Figure BDA0001793191580000092
其中，R1-R6各自独立地选自C1-C6的烷基和C1-C6的烷氧基；L1选自C1-C8的亚烷基；R7选自C6-C20的烷基。
其中，式(1)所示的硅烷和式(2)所示的硅烷如上文中所描述的，本文将不再对其进行赘述。
根据本发明，步骤(1)中对二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护，这样可以使得二氧化硅纳米粒子的部分表面暴露以与式(1)所示的硅烷进行第一接触反应，而剩余部分被保护的表面则留在后续与式(2)所示的硅烷进行第二接触反应。
其中，对二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护的方式可以具有多种选择，只要能够实现上述目的即可，为了更便于操作，本发明优选采用的方式是通过二氧化硅纳米粒子粘附于蜡颗粒上的方式来进行保护，为此，优选地，步骤(1)包括将二氧化硅纳米粒子粘附于蜡颗粒上以对二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护。具体地，将二氧化硅纳米粒子粘附于蜡颗粒上的过程包括：将二氧化硅纳米粒子和蜡颗粒进行混合，且该混合的温度为60-85℃(优选为70-80℃)，而后进行冷却处理(例如冷却至10-30℃)和洗涤处理(例如采用乙醇、甲醇、水等中的一种或多种溶剂进行洗涤，该冷却洗涤过程也可以是采用10-30℃的上述洗涤用溶剂边冲洗边冷却)。由此在该混合过程中，由于在较高温度下，蜡颗粒的表面软化甚至熔融使得二氧化硅纳米粒子粘附于蜡颗粒表面，甚至二氧化硅纳米粒子部分嵌入蜡颗粒表面，以此部分二氧化硅纳米粒子的表面暴露在外，而与蜡颗粒接触的部分表面或由于与蜡颗粒接触而被遮蔽的二氧化硅纳米粒子的表面则被保护起来。其中，优选地，上述混合的时间为20-150min，优选为30-120min。
其中，蜡颗粒的尺寸要大于二氧化硅纳米粒子的尺寸，优选地，所述蜡颗粒为粒径为0.01-0.1mm的蜡球，优选为0.05-0.1mm的蜡球。所述蜡可以为石蜡等。
其中，所述二氧化硅纳米粒子的尺寸应当适用于油基钻井液的携屑剂，优选地，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为100-1000nm，优选为200-800nm，更优选为300-600nm。
根据本发明，上述二氧化硅纳米粒子和蜡颗粒进行混合的过程可以在表面活性剂存在下进行，其中，所述表面活性剂例如可以为双十烷基二甲基溴化铵、双十烷基二甲基氯化铵、双十二烷基二甲基溴化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双十四烷基二甲基溴化铵、双十四烷基二甲基氯化铵、双十六烷基二甲基溴化铵、双十六烷基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基溴化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、正癸基三甲基溴化铵、正癸基三甲基氯化铵、正十二烷基三甲基溴化铵、正十二烷基三甲基氯化铵、正十四烷基三甲基溴化铵、正十四烷基三甲基氯化铵、正十六烷基三甲基溴化铵、正十六烷基三甲基氯化铵、正十八烷基三甲基溴化铵、正十八烷基三甲基氯化铵等中的一种或多种。该表面活性剂可以以其水溶液的形式提供，该表面活性剂溶液的浓度优选为0.1-1mg/mL。
根据本发明，步骤(2)中，通过将步骤(1)所得的部分表面被保护的二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷进行第一接触反应，即可使得未被保护的二氧化硅纳米粒子的表面修饰上式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团。
其中，为了能够获得携屑效果更好的携屑剂，优选地，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷的用量的重量比为100：10-150，优选为100：40-120，优选为100：50-100，更优选为100：80-100。
该第一接触反应在第一溶剂中进行，所述第一溶剂为含醇和水的混合溶剂，其中，所述第一溶剂的用量可以在较宽范围内变动，优选地，相对于1g的二氧化硅纳米粒子，所述第一溶剂的用量为20-200mL，优选为50-100mL。所述含醇和水的混合溶剂中的醇类溶剂可以从多种醇类溶剂中进行选择，优选为乙醇、甲醇、正丙醇和异丙醇中的一种或多种。其中，所述含醇和水的混合溶剂中，醇类溶剂的含量优选为1-5重量％。
根据本发明，优选情况下，所述第一接触反应的条件包括：温度为10-30℃，时间为30-70h。更优选地，所述第一接触反应的条件包括：温度为20-25℃，时间为36-60h。
尽管第一接触反应后，可以进行固液分离以便提取出二氧化硅纳米粒子，并且还可继续用含醇和水的混合溶剂对提取的固相进行洗涤，以除去未反应的式(1)所示的硅烷等。
根据本发明，将通过步骤(3)的处理以暴露被保护的二氧化硅纳米粒子的剩余表面，如上文所描述的，当步骤(1)采用将二氧化硅纳米粒子粘附于蜡颗粒上以对二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护的方式时，那么该步骤(3)便可采用溶解蜡颗粒的方式来除去蜡颗粒以暴露被蜡遮蔽的二氧化硅纳米粒子的剩余部分表面。由此，优选地，该步骤(3)包括将步骤(2)所得的第一接触反应后的固相产物与可溶解蜡的有机溶剂进行混合，以除去蜡颗粒。其中，这样的有机溶剂优选为二氯甲烷、二氯乙烷、二甲苯、汽油等中的一种或多种。相对于10g的蜡，该有机溶剂的用量例如可以为50-500mL。为了能够促进蜡颗粒的溶解，上述溶解过程可以在升高的温度下进行，例如在40-50℃。
根据本发明，待上述溶解过程完成后，通过固液分离的方式提取出固相，还可以对该固相进行洗涤(例如采用上述有机溶剂进行)。
根据本发明，步骤(4)中将通过剩余表面已暴露的二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷进行第二接触反应来在二氧化硅纳米粒子暴露的剩余表面的至少部分表面上修饰上式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团。应当理解的是，该步骤(4)中式(2)所示的硅烷会更选择性地在暴露的剩余表面上进行接触反应结合，但是也不排除有少量的式(2)所示的硅烷会结合至步骤(2)中所得的修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的二氧化硅纳米粒子表面，这样的情况也包括在本发明的范围内。
其中，可以将步骤(3)所得的二氧化硅纳米粒子干燥后再用于步骤(4)的反应，不过本发明对此并无特别限定。
其中，为了能够获得携屑效果更好的携屑剂，优选地，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷的用量的重量比为100：5-100，优选为100：5-80，优选为100：10-60，更优选为100：30-50。
根据本发明，所述第二溶剂的用量可以在较宽范围内变动，优选地，相对于1g的二氧化硅纳米粒子，所述第二溶剂的用量为20-200mL，优选为50-100mL。这里的第二溶剂为含醇和水的混合溶剂，该含醇和水的混合溶剂可以入上文中所介绍的，不过应当理解的是，该第二溶剂可以与第一溶剂相同或不同。
根据本发明，优选情况下，所述第二接触反应的条件包括：温度为45-80℃，时间为6-20h。更优选地，所述第二接触反应的条件包括：温度为50-70℃，时间为8-16h。
根据本发明，可以对第二接触反应后的产物进行一定的纯化处理，例如可以是将第二接触反应的产物进行固液分离(例如离心分离)，以分离获得固相，而后再采用水或者含醇和水的混合溶剂(可以采用上文中介绍的含醇和水的混合溶剂)进行洗涤，而后烘干即可获得二氧化硅的Janus粒子。
本发明第三方面提供由上述方法制得的二氧化硅的Janus粒子。
本发明的该第三方面提供的该二氧化硅的Janus粒子可以具有上文中第一方面介绍的结构特征，但是应当理解的是，该方面的二氧化硅的Janus粒子是由本发明的第二方面的方法直接所得，只要由该第二方面方法所得的相应的所需的二氧化硅产物即为本发明该第三方面所涉及的范围。
本发明第四方面提供上述二氧化硅的Janus粒子在油基钻井液中作为携屑剂的应用。
本发明第五方面提供含有上述二氧化硅的Janus粒子的油基钻井液。
根据本发明，添加有本发明的上述二氧化硅的Janus粒子作为携屑剂的油基钻井液能够获得高效的携屑效果，其中，上述二氧化硅的Janus粒子的用量可以在较宽范围内变动，优选地，以油基钻井液的总重量为基准，所述二氧化硅的Janus粒子的含量为1-5重量％，优选为2-5重量％。
根据本发明，所述钻井液中的油相可以为本领域常规的各种油相，例如柴油和白油(例如为3#白油(闪点为220℃，40℃运动粘度为3mm2/s，比重为0.85)、5#白油(闪点为220℃，40℃运动粘度为3.5mm2/s，比重为0.85)中的一种或多种。该油基钻井液中还添加有一定量的CaCl2的水溶液(优选采用CaCl2浓度为20-40重量％的CaCl2的水溶液)，例如相对于100重量份的所述钻井液中的油相，该CaCl2的水溶液的用量为10-40重量份。
根据本发明，所述油基钻井液还可以含有油基钻井液中的常规的添加剂，优选情况下，所述油基钻井液含有润湿剂、降滤失剂、碱度调节剂、乳化剂等中的一种或多种。
其中，所述润湿剂能够提高钻井液润湿性能，防止卡钻等井下复杂状况，例如可以为改性磷脂(例如购自上海佑创实业有限公司FHGT-G牌号的改性磷脂)和脂肪酸甘油酯与表面活性剂混合物(如牌号为FK-1)中的一种或多种，优选为FHGT-G改性磷脂。更优选地，以油基钻井液的总重量为基准，所述润滑剂的用量为0.5-2重量％。
其中，所述降滤失剂能够提高钻井液滤失造壁性，例如可以为氧化沥青、改性腐殖酸和聚合物类油基降滤失剂(例如磺化聚苯乙烯)中的一种或多种，优选为改性腐殖酸和/或聚合物油基降滤失剂。优选地，以油基钻井液的总重量为基准，所述降滤失剂的用量为1-3重量％。
其中，所述碱度调节剂具有稳定乳液、提高破乳电压的作用，例如可以为CaO。优选地，以油基钻井液的总重量为基准，所述碱度调节剂的用量为2-5重量％。
其中，乳化剂可参考专利文献CN105647489B中记载的乳化剂。
上述添加剂为的各种物质可以是市售品，也可以根据本领域常规的方法制得，这里不再赘述。
本发明第六方面提供上述油基钻井液在油气钻井中的应用。
本发明的该超双疏Janus粒子携屑剂在不影响油基钻井液本身流变性能的基础上，通过转变岩屑表面润湿性能，降低油水界面张力，大大提高钻井液的起泡效果、稳泡效果及携屑效率。含有该携屑剂的油基钻井液体系能够有效促进油基钻井液在复杂结构井中的广泛应用，大大降低井壁坍塌的概率，同时能够起到良好的储层保护的效果，对进一步推动非常规油气藏的勘探开发具有重要的实用价值与经济效益。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
乳化剂制备例1
(1)将反应物按摩尔比四乙烯五胺:亚油酸＝1:2.2(即以伯胺基团计的四乙烯五胺的用量与亚油酸的用量的摩尔比为1:1.1)混合，并在250r/min下搅拌40min，然后将得到的混合物的pH值调节至9，接着在230℃下反应3小时，同时采用分水器分水，而后冷却至室温；
(2)将步骤(1)的反应产物与丙二酸混合(四乙烯五胺的用量与丙二酸的用量的摩尔比为1:0.6)，然后将得到的混合物的pH值调节至8，接着在90℃下，并在400r/min的速度下搅拌反应6h，得到乳化剂A1。经红外、核磁共振氢谱和碳谱分析检测，乳化剂A1中含有酰胺基团、不饱和双键和羧基，且具有梳形结构。
实施例1
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
(1)将1g的SiO2纳米粒子(粒径为500nm)和20g的石蜡球(粒径为0.05mm)加入到100mL的双十二烷基二甲基溴化铵水溶液(浓度为1mg/mL)中在75℃下持续搅拌60min，而后冷却至室温(约25℃)，并过滤用水反复冲洗滤饼上的石蜡球；
(2)将步骤(1)所得的石蜡球加入到50mL的2重量％的乙醇水溶液中，并加入0.8g的3-氨丙基三乙氧基硅烷，在25℃下反应48h，而后过滤，并用水和乙醇反复冲洗滤饼上的石蜡球；
(3)将步骤(2)所得的石蜡球加入到200mL二氯甲烷中，在40℃下至蜡球溶解，离心收集SiO2纳米粒子并用二氯甲烷冲洗后烘干；
(4)将烘干后的SiO2纳米粒子加入到50mL的2重量％的乙醇水溶液中并加入0.4g正辛基三乙氧基硅烷，在60℃下反应12h，离心分离得到SiO2纳米粒子，并用水反复清洗后烘干得到二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-1。
实施例2
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
(1)将1g的SiO2纳米粒子(粒径为500nm)和20g的石蜡球(粒径为0.8mm)加入到150mL的正十六烷基三甲基溴化铵水溶液(浓度为0.5mg/mL)中在70℃下持续搅拌50min，而后冷却至室温(约25℃)，并过滤用水反复冲洗滤饼上的石蜡球；
(2)将步骤(1)所得的石蜡球加入到80mL的5重量％的甲醇水溶液中，并加入1g的3-氨丙基三甲氧基硅烷，在25℃下反应60h，而后过滤，并用水和乙醇反复冲洗滤饼上的石蜡球；
(3)将步骤(2)所得的石蜡球加入到200mL二氯甲烷中，在40℃下至蜡球溶解，离心收集SiO2纳米粒子并用二氯甲烷冲洗后烘干；
(4)将烘干后的SiO2纳米粒子加入到80mL的5重量％的甲醇水溶液中并加入0.4g正癸基三乙氧基硅烷，在70℃下反应16h，离心分离得到SiO2纳米粒子，并用水反复清洗后烘干得到二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-2。
实施例3
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
(1)将1g的SiO2纳米粒子(粒径为500nm)和20g的石蜡球(粒径为0.1mm)加入到100mL的双十二烷基二甲基溴化铵水溶液(浓度为0.1g/mL)中在75℃下持续搅拌120min，而后冷却至室温(约25℃)，并过滤用水反复冲洗滤饼上的石蜡球；
(2)将步骤(1)所得的石蜡球加入到50mL的2重量％的乙醇水溶液中，并加入1g的3-氨丙基三乙氧基硅烷，在25℃下反应60h，而后过滤，并用水和乙醇反复冲洗滤饼上的石蜡球；
(3)将步骤(2)所得的石蜡球加入到200mL二氯甲烷中，在40℃下至蜡球溶解，离心收集SiO2纳米粒子并用二氯甲烷冲洗后烘干；
(4)将烘干后的SiO2纳米粒子加入到50mL的2重量％的乙醇水溶液中并加入0.5g正辛基三乙氧基硅烷，在70℃下反应16h，离心分离得到SiO2纳米粒子，并用水反复清洗后烘干得到二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-3。
实施例4
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
根据实施例1所述的方法，不同的是，3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为1.2g，正辛基三乙氧基硅烷的用量为0.1g；最终获得二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-4。
实施例5
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
根据实施例1所述的方法，不同的是，3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为0.4g，正辛基三乙氧基硅烷的用量为0.8g；最终获得二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-5。
实施例6
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
根据实施例1所述的方法，不同的是，3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为1.5g，正辛基三乙氧基硅烷的用量为0.05g；最终获得二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-6。
实施例7
本实施例用于说明本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子及其制备方法。
根据实施例1所述的方法，不同的是，3-氨丙基三乙氧基硅烷的用量为0.1g，正辛基三乙氧基硅烷的用量为1g；最终获得二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-7。
对比例1
直接将1g的SiO2纳米粒子加入到50mL的2重量％的乙醇水溶液中，并加入1.2g的3-氨丙基三乙氧基硅烷，在25℃下反应48h，而后过滤，并用水反复清洗后烘干得到改性二氧化硅纳米粒子DS-1。
对比例2
直接将1g的SiO2纳米粒子加入到50mL的2重量％的乙醇水溶液中，并加入1.2g的正辛基三乙氧基硅烷，在60℃下反应12h，而后过滤，并用水反复清洗后烘干得到改性二氧化硅纳米粒子DS-1。
测试例1
表面张力评价：将上述二氧化硅纳米粒子分散水中配制成不同浓度携屑剂溶液，采用铂金板法(具体参见GB/T18396-2001标准中所记载的方法)，在25℃条件下对上述配制的不同浓度携屑剂对正十六烷进行表面张力大小测定；结果见表1所示。
表1
Figure BDA0001793191580000191
通过表1可以看出，本发明的二氧化硅Janus粒子具有较好的改善溶液表面的效果，能够有效降低正十六烷的表面张力，特别是优选的方法制得的改性二氧化硅材料能够在相同浓度下获得更低的表面张力，特别是在3重量％的浓度表面张力可降至11.5mN/m以下。
测试例2
岩石表面疏水疏油性能测量：分别配置上述二氧化硅纳米粒子的3重量％浓度的乙醇作为待测液，并将二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-1分别配置5个浓度的待测液(1重量％、2重量％、3重量％、4重量％和5重量％)；将人造岩心放入其中，并在160℃下浸泡2h；取出岩心，在自然条件下冷却晾干，然后用接触角测量仪(上海中晨数字技术设备有限公司的型号为JC2000D3接触角测量仪)分别测量油、水两相在岩心表面的接触角θo和θw，结果见表2所示，其中，油相测试液为正十六烷，水相测试液为蒸馏水。
表2
Figure BDA0001793191580000201
通过表2的数据可以看出，本发明提供的该二氧化硅的超双疏Janus粒子能够使得岩石表面超疏水超疏油，实现表面超双疏效果。
测试例3
将上述二氧化硅的超双疏Janus粒子SAJ-1分散在水中配制成不同浓度携屑剂溶液，将溶液加入旋转滴界面张力仪中进行油水界面张力测量(具体参见SY/T5370-1999标准中所记载的方法)，结果见表3所示。
表3
Figure BDA0001793191580000211
通过表3的数据可以看出，少量的二氧化硅的超双疏Janus粒子能够有效降低油水界面张力，有助于油水钻井液体系气泡的形成，对油水钻井液体系的携屑具有更好地促进作用。
测试例4
起泡及稳泡性能评价：将上述二氧化硅纳米粒子携屑剂配制成浓度为3重量％的水分散液，利用高速搅拌机搅拌发泡2min，测量发泡的半衰期、发泡体积及稳泡时间的大小(具体的测量方法见SY-T 6465-2000标准中所记载的)，结果见表4所示。
表4
Figure BDA0001793191580000212
通过表4的数据可以看出，本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子具有优良的气泡和稳泡性能。
测试例5
油基钻井液Y0的组成：3重量％的乳化剂A1，2重量％的聚合物油基降滤失剂(购自四川泓华公司的HFLO型油基降滤失剂)，剩余的为3#白油和水的混合液(3#白油和水的重量比为9:1)，控制密度为0.87g/cm3。
油基钻井液Y1-Y7的组成：采用油基钻井液Y0的组成，不同的是，再分别添加0.3重量％的二氧化硅纳米粒子SAJ-1至SAJ-7作为携屑剂。
油基钻井液DY1-DY2的组成：采用油基钻井液Y0的组成，不同的是，再分别添加0.3重量％的二氧化硅纳米粒子DS-1和DS-2作为携屑剂。
对这样的油基钻井液未老化前以的流变性和降滤失性能进行测试，其结果见表5所示，其中：
AV是指表观黏度，由范式六速粘度计测得，单位为mPa·s，
Figure BDA0001793191580000221
PV是指塑性黏度，由范式六速粘度计测得，单位为mPa·s，PV＝θ600-θ300；
YP是指动切力，由范式六速粘度计测得数据计算得到，单位为Pa，YP＝0.511(θ300-PV)；
API是指中压滤失量，由中压滤失仪测得，单位为mL。
表5
Figure BDA0001793191580000222
通过表5的数据可以看出，添加有本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子作为携屑剂的钻井液不仅提高了体系的动切力，同时降低了体系的滤失量，有利于油基钻井液体系的携屑效果的增强，更有利于对储层的保护。
测试例6
分别向350mL的上述钻井液Y0-Y7和DY1-DY2中加入50g的岩屑，并采用井筒模拟装置评价各个钻井液的携屑效果，并计算其携屑效率，结果见表6所示。
其中，携屑效率是指携带出的岩屑质量占加入的岩屑质量的百分比。
表6
Figure BDA0001793191580000231
通过表6的数据可以看出，含有本发明的二氧化硅的超双疏Janus粒子作为携屑剂的钻井液在较低的添加量下，能够获得较高的携屑效果。
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 (30)

1.一种二氧化硅的Janus粒子在油基钻井液中作为携屑剂的应用，其特征在于，该Janus粒子为表面具有不对称改性的二氧化硅纳米粒子，其中，所述Janus粒子的部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团，以及所述Janus粒子的至少部分剩余表面修饰有式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团；
式(1)
Figure FDA0002574856020000011
式(2)
Figure FDA0002574856020000012
其中，R1-R6各自独立地选自C1-C6的烷氧基；L1选自C1-C8的亚烷基；R7选自C6-C20的烷基。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，R1-R6各自独立地选自C1-C4的烷氧基；L1选自C1-C6的亚烷基；R7选自C6-C16的烷基。
3.根据权利要求2所述的应用，其中，R1-R6各自独立地选自甲氧基、乙氧基和正丙氧基；L1选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-或-CH2-(CH2)2-CH2-；R7选自正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基或正十六烷基。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的应用，其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为100-1000nm。
5.根据权利要求4所述的应用，其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为200-800nm。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的重量比为100：10-150。
7.根据权利要求6所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的重量比为100：40-120。
8.根据权利要求7所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的重量比为100：50-100。
9.根据权利要求8所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的重量比为100：80-100。
10.根据权利要求6所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团的重量比为100：5-100。
11.根据权利要求10所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团的重量比为100：5-80。
12.根据权利要求11所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团的重量比为100：10-60。
13.根据权利要求12所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团的重量比为100：30-50。
14.一种二氧化硅的Janus粒子在油基钻井液中作为携屑剂的应用，该二氧化硅的Janus粒子由以下制备方法制得，该方法包括：
(1)将二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护；
(2)在第一溶剂中，将保护后的二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷进行第一接触反应，而后除去溶剂得到部分表面修饰有式(1)所示的硅烷提供的第一改性基团的二氧化硅纳米粒子；所述第一溶剂为含醇和水的混合溶剂；
(3)暴露被保护的二氧化硅纳米粒子的剩余表面；
(4)在第二溶剂中，将剩余表面暴露的二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷进行第二接触反应以在二氧化硅纳米粒子的至少部分剩余表面修饰上式(2)所示的硅烷提供的第二改性基团；所述第二溶剂为含醇和水的混合溶剂；
式(1)
Figure FDA0002574856020000031
式(2)
Figure FDA0002574856020000032
其中，R1-R6各自独立地选自C1-C6的烷氧基；L1选自C1-C8的亚烷基；R7选自C6-C20的烷基。
15.根据权利要求14所述的应用，其中，R1-R6各自独立地选自C1-C4的烷氧基；L1选自C1-C6的亚烷基；R7选自C6-C16的烷基。
16.根据权利要求15所述的应用，其中，R1-R6各自独立地选自甲氧基、乙氧基和正丙氧基；L1选自-CH2-、-CH2-CH2-、-CH2-CH2-CH2-、-CH(CH3)-CH2-、-CH2-CH(CH3)-或-CH2-(CH2)2-CH2-；R7选自正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十五烷基或正十六烷基。
17.根据权利要求14-16中任意一项所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷的用量的重量比为100：10-150。
18.根据权利要求17所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷的用量的重量比为100：40-120。
19.根据权利要求18所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷的用量的重量比为100：50-100。
20.根据权利要求19所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(1)所示的硅烷的用量的重量比为100：80-100。
21.根据权利要求14-16中任意一项所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷的用量的重量比为100：5-100。
22.根据权利要求21所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷的用量的重量比为100：10-80。
23.根据权利要求22所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷的用量的重量比为100：20-60。
24.根据权利要求23所述的应用，其中，二氧化硅纳米粒子与式(2)所示的硅烷的用量的重量比为100：30-50。
25.根据权利要求14-16中任意一项所述的应用，其中，步骤(1)包括将二氧化硅纳米粒子粘附于蜡颗粒上以对二氧化硅纳米粒子的部分表面进行保护。
26.根据权利要求25所述的应用，其中，所述蜡颗粒为粒径为0.01-0.1mm的蜡球；所述二氧化硅纳米粒子的粒径为100-1000nm。
27.根据权利要求26所述的应用，其中，所述二氧化硅纳米粒子的粒径为200-800nm。
28.根据权利要求14-16中任意一项所述的应用，其中，相对于1g的二氧化硅纳米粒子，所述第一溶剂的用量为20-200mL，所述第二溶剂的用量为20-200mL。
29.根据权利要求28所述的应用，其中，所述含醇和水的混合溶剂中，醇类溶剂的含量为1-5重量％；
所述含醇和水的混合溶剂中的醇类溶剂为乙醇、甲醇、正丙醇和异丙醇中的一种或多种。
30.根据权利要求14-16中任意一项所述的应用，其中，所述第一接触反应的条件包括：温度为10-30℃，时间为30-70h；
所述第二接触反应的条件包括：温度为45-80℃，时间为6-20h。
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US11708274B2 (en) 2020-04-15 2023-07-25 Saudi Arabian Oil Company Synthesis of polyethylenimine-silica janus nanoparticles
CN111732940B (zh) * 2020-07-15 2022-04-29 北京石大博诚科技有限公司 水基钻井液用增效剂及其制备方法、水基钻井液和应用
CN113667462B (zh) * 2020-08-26 2022-10-21 中国石油大学(北京) 适用于水基钻井液用高效携屑剂Al2O3/SiO2复合材料
CN114085551B (zh) * 2020-08-26 2022-10-11 中国石油大学(北京) 含二氧化硅组合处理剂的井眼强化型双疏无土相油基钻井液
CN112877041B (zh) * 2021-01-18 2022-07-08 中国石油大学(华东) 一种纳米有机硅成膜疏水页岩表面水化抑制剂及其制备方法与应用
CN113025290B (zh) * 2021-03-18 2021-12-03 中国地质大学（武汉） 一种能够调节钻井液流变性的双面人纳米涂层颗粒
CN114634801B (zh) * 2022-03-10 2023-04-28 中国石油大学(华东) 一种油基钻井液用两亲纳米二氧化硅固体乳化剂及其制备方法与应用
CN115261003B (zh) * 2022-08-16 2023-06-06 长江大学 一种两亲Janus片状材料及其制备方法和应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101885813A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 中国科学院化学研究所 复合Janus胶体颗粒及改性Janus胶体颗粒与它们的制备方法
CN104789124A (zh) * 2014-12-30 2015-07-22 中国科学院兰州化学物理研究所 一种制备稳定超双疏表面的方法
CN106103889A (zh) * 2014-01-31 2016-11-09 贝克休斯公司 用于增强烃采收的纳米表面活性剂，以及形成和使用所述纳米表面活性剂的方法
CN106084215A (zh) * 2016-06-20 2016-11-09 陕西师范大学 仿生构筑功能化Janus粒子的方法
CN106726621A (zh) * 2017-03-20 2017-05-31 北京大学口腔医学院 一种Janus纳米颗粒及其制备方法
CN107416844A (zh) * 2017-08-09 2017-12-01 中国石油天然气股份有限公司 具有双亲特性和双粒子结构的纳米二氧化硅分散液及制法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9251978B2 (en) * 2013-05-02 2016-02-02 Globalfoundries Inc. Techniques for fabricating Janus sensors

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101885813A (zh) * 2009-05-14 2010-11-17 中国科学院化学研究所 复合Janus胶体颗粒及改性Janus胶体颗粒与它们的制备方法
CN106103889A (zh) * 2014-01-31 2016-11-09 贝克休斯公司 用于增强烃采收的纳米表面活性剂，以及形成和使用所述纳米表面活性剂的方法
CN104789124A (zh) * 2014-12-30 2015-07-22 中国科学院兰州化学物理研究所 一种制备稳定超双疏表面的方法
CN106084215A (zh) * 2016-06-20 2016-11-09 陕西师范大学 仿生构筑功能化Janus粒子的方法
CN106726621A (zh) * 2017-03-20 2017-05-31 北京大学口腔医学院 一种Janus纳米颗粒及其制备方法
CN107416844A (zh) * 2017-08-09 2017-12-01 中国石油天然气股份有限公司 具有双亲特性和双粒子结构的纳米二氧化硅分散液及制法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Janus 颗粒的制备及泡沫性能;王刚，等;《高等学校化学学报》;20180510;第39卷(第5期);第990-995页 *

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