CN109837072B - 一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钻井领域的一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及其制备方法。所述适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，包含质量份数计的以下组分：水，100份；膨润土，1～3份；降滤失剂，0.5～4份；流型调节剂，0～0.7份；封堵防塌剂，2.5～5.5份；纳米封堵防塌剂，0.5～4.5份；抑制防塌剂，4～9份；润滑剂，1～5份；密度调节剂，0～170份；纯碱，用量为膨润土重量的4～6％。本发明采用氯化钾和聚胺抑制页岩地层黏土水化能力较强，多种纳米封堵材料和微米封堵材料能够形成较致密的封堵层，实现对页岩地层微孔缝有效封堵，具有较好的流变性和润滑性，总体性能较好，能够满足页岩气长水平段钻井的需要。

Description

一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及其制备 方法

技术领域

本发明涉及钻井领域的水基钻井液，更进一步说，涉及一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及其制备方法。

背景技术

页岩气开发是改变我国油气资源勘探开发格局，培育战略新兴产业的重要方向。我国的页岩气开发起步较晚，对页岩气地层的认识及钻井开发技术水平相对较低。在实际钻井过程中，钻遇强水敏性泥页岩常出现井壁失稳的情况，给安全钻完井施工带来较大困难，常引起井塌、卡钻等井下复杂情况，导致非生产时间增加、污染产层，甚至井眼报废，造成重大经济损失。

如何解决泥页岩地层的井壁失稳是一直困扰钻井工程的技术难题。钻井过程中，超过90％的井壁失稳是由泥页岩地层失稳引起的。其主要原因，其一是泥页岩地层中的水敏性黏土矿物遇到钻井液的水相而水化，导致黏土颗粒膨胀、分散，产生水化应力、降低泥页岩的胶结强度；其二是页岩地层裂缝及层理发育，存在大量的裂缝，钻井液在压力作用下快速进入裂缝，并沿裂缝往地层深处侵入，引起地层压力快速升高，短时间内改变了井壁应力分布，导致井壁薄弱带失稳。因此提高钻井液的抑制性和封堵能力，是保持页岩地层井壁稳定的重要手段。

近几年来，随着页岩气勘探开发的需要，国内陆续研发出了一系列抑制、封堵水基钻井液体系。在抑制性方面，大多采用水溶性的钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、有机胺(如聚胺、聚醚胺等)、多羟基类有机物(如多元醇、聚合醇等)等化学剂，一种或多种化学剂协同对黏土水化起到较强的抑制作用。在封堵性方面，大多采用常规封堵材料和/或纳米封堵材料对页岩地层实施封堵，但是对页岩地层大量存在的微裂缝、微孔隙如何实施有效封堵，尽可能减少或阻止钻井液及滤液侵入页岩地层，最大限度保持页岩地层的稳定状态，仍是需要亟待解决的技术难题。

公开号为106634900A的中国专利(申请号为CN201610882474.2)提出了一种页岩用强抑制性纳米封堵水基钻井液，在抑制性方面采用了氯化钾和聚丙烯酰胺钾盐作为抑制剂，钾离子嵌入黏土晶层具有一定抑制作用，但是没有多点吸附拉紧黏土晶层间距的作用；封堵材料采用碳酸钙和纳米二氧化硅，具有一定封堵能力，但是缺乏可变形及纤维状的封堵材料，不利于形成致密的封堵层，对微米及以上的裂缝封堵效果较差；pH值调节剂采用了氢氧化钠，但是钠离子有促进黏土水化的作用，不利于钻井液充分发挥出抑制性。

因此，对水基钻井液有效封堵页岩地层的微裂缝、微孔隙的研究，提高钻井液的页岩地层稳定能力，具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液。具体地说涉及一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及其制备方法。其抑制性和封堵性较强，适用于页岩气水平井钻井勘探开发的需要。

本发明目的之一是提供一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，包含按重量份数计的以下组分：

水，100份；

膨润土，1～3份，优选1.0～2.5份；钻井液造浆的材料；

降滤失剂，0.5～4份，优选1.0～4.0份；钻井液滤失造壁的材料；

流型调节剂，0～0.7份，优选0.1～0.5份；钻井液流变性能调节的材料；

封堵防塌剂，2.5～5.5份，优选3～5份；钻井液封堵微米以上的孔隙及裂缝的材料；

纳米封堵防塌剂，0.5～4.5份，优选1～4份；钻井液封堵地层微米以下的孔隙及裂缝的材料；

抑制防塌剂，4～9份，优选5～9份；钻井液抑制地层黏土矿物水化的材料；

润滑剂，1～5份，优选2～4份；提高钻井液润滑性的材料；

密度调节剂，0～170份；

还包含纯碱，其用量为膨润土重量的4～6％。

最优选为：

水，100份；

膨润土，1.0～2.5份；

降滤失剂，1.0～4.0份；

流型调节剂，0.1～0.5份；

封堵防塌剂，3～5份；

纳米封堵防塌剂，1～4份；

抑制防塌剂，5～9份；

润滑剂，2～4份；

密度调节剂，0～170份；

还包含纯碱，其用量为膨润土重量的4～6％。

还可包含pH值调节剂，用pH值调节剂调节pH值至8～10；所述pH值调节剂，可选自氢氧化钠和/或氢氧化钾，优选为氢氧化钾；所述pH值调节剂用于保持钻井液为碱性；具体实践中，以设施水的用量为100重量份，pH值调节剂用量一般可为0.1～0.7份，优选可为0.1～0.5份。

可根据实际需要用密度调节剂对密度进行调整，可调至1.2～2.0g/cm³。所述密度调节剂可选自重晶石粉、铁矿粉、青石粉、方铅矿粉，优选为重晶石粉。

所述的降滤失剂选自羧甲基纤维素钠盐、聚阴离子纤维素、改性淀粉中的至少一种。

所述的流型调节剂为生物胶类、合成聚合物类，优选为生物聚合物XC。

考虑到钠离子能促进黏土分散，故本申请的pH值调节剂优选采用氢氧化钾作为pH值调节剂，既满足了pH值的调节要求，又可以提供钾离子，有利于钻井液的抑制特性。

所述的封堵防塌剂为磺化沥青、超细碳酸钙、海泡石纤维封堵剂的混合物，按质量配比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(0.5～1.5)，优选为2:2:1；其中，所述磺化沥青可为低软化点磺化沥青FT-1；所述超细碳酸钙为几种不同粒径的超细碳酸钙的混合物，具体可为200目:400目:800目:1250目的超细碳酸钙的用量为(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5):(0.5～1.5)，优选为1:2:2:1；所述海泡石纤维封堵剂的长度为50～100μm。

所述的纳米封堵防塌剂为纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅及改性氧化石墨烯的混合物；其中所述纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅及改性氧化石墨烯三者按质量配比为(2.5～3.5):(2.5～3.5):(1.5～2.5)。

所述的改性氧化石墨烯是以浓硫酸、磷酸、高锰酸钾和石墨为原料，经一系列反应得到中间产物，然后在其表面接枝一种聚合物得到改性氧化石墨烯，在Na⁺、Ca²⁺、K⁺离子条件下团聚趋势较小，在钻井液中具有较好的分散性；而且所述改性氧化石墨烯具有较好的柔性，能够紧贴在泥页岩井壁表面，有效封堵泥页岩纳-微米的孔隙和微裂缝，阻止钻井液压力向地层深处传递，防止井壁失稳。相对于普通的氧化石墨烯钻井液中易发生团聚甚至沉降的缺点，本申请采用聚合物接枝改性后，由于氧化石墨烯表面聚合物分子链的空间位阻作用，使得氧化石墨烯纳米片层不容易在钻井液中团聚。此外，表面接枝了带正电的亲水性聚合物后，氧化石墨烯与带负电的井壁泥页岩的亲和性显著提高，更易于在井壁内外表面牢固吸附并形成一层致密的薄膜，提高了封堵防塌作用。

具体地，所述的改性氧化石墨烯可由包括以下步骤在内的方法制备而成：

(1)将石墨、氧化性酸溶液置于反应容器中，搅拌使其充分混合；将KMnO₄分批缓慢加入反应容器中进行搅拌，待充分反应后将反应容器置于冰水浴中并加入水(此处水可选自蒸馏水或去离子水)将反应液稀释，所述水的用量与氧化性酸溶液的重量比例可为1:(0.3～0.5)，再分批加入双氧水直至反应产物呈金黄色；其中双氧水的作用是去除多余的高锰酸钾；

(2)然后将反应产物离心并洗涤至pH值呈中性；最后，将其离心沉淀后并重新分散在水中，搅拌，得到氧化石墨烯水分散液；抽滤，滤饼经冷冻干燥并研磨，继而得到氧化石墨烯；

(3)将氧化石墨烯分散在水(此处水可选自蒸馏水或去离子水)中，所述氧化石墨烯与水的重量比例可为1:(50～150)；然后加入聚合单体A和聚合单体B，通氮气，升温至50～70℃，然后加入含有催化剂的溶液，在通氮气的情况下搅拌反应，经过滤、洗涤、干燥，得到所述表面接枝聚合物的改性氧化石墨烯。其中，

所述步骤(1)中，

所述石墨与氧化性酸溶液的重量用量为1:(20～40)；所述氧化性酸溶液为硫酸、磷酸、硝酸、亚硝酸、高氯酸、次氯酸中至少一种，优选为浓硫酸和磷酸的混合溶液；更优选为浓硫酸和磷酸的混合溶液，其中，所述浓硫酸的浓度为98％；所述浓硫酸和磷酸的重量比例为(4～7)：1；

所述石墨与KMnO₄的重量为1:(6～12)；

所述双氧水与KMnO₄的重量为1:(14～18)。

所述步骤(3)中，

所述氧化石墨烯与聚合单体A的重量比为1:(0.5～3)，优选为1:(1～2)；所述氧化石墨烯与聚合单体B的重量比为1:(0.5～3)，优选为1:(1～2)；所述催化剂的重量与聚合单体A、B的总重量比为(0.3～0.6):1；所述催化剂的溶液中催化剂的重量浓度为5～12％，优选为8～10％；

所述的催化剂可选自硝酸铈铵、硝酸铈、硫酸铈、氟化铈等四价铈盐中至少一种，或选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠等过硫化物中至少一种，优选为硝酸铈铵。

所述步骤(3)中，

所述聚合单体A的化学结构为：

式(1)

式(1)中，R₁为氢或C₁～C₃的羟烷基，优选为氢或羟甲基；更优选为羟甲基，即单体A为N-羟甲基丙烯酰胺；

所述聚合单体B的化学结构为：

式(2)

式(2)中，R₃为C₁～C₂的烷基；优选为甲基，即单体B为二甲基二烯丙基氯化铵。

所述的改性氧化石墨烯可显著增强钻井液的微裂缝封堵能力，使钻井液在页岩表面形成致密封堵层，有效降低压力传递效应。

所述的抑制防塌剂选自钻井液用聚胺、聚醚胺、胺基聚醇等胺基抑制剂中的至少一种和氯化钾；其中，以所述水为100重量份计，所述胺基抑制剂加量0.3～2份，氯化钾加量5～7份；

所述的润滑剂选自矿物油改性润滑剂、植物油改性润滑剂(分子中含有极压元素S、P等)、石墨、水基润滑剂中的至少一种。

本发明采用氯化钾和聚胺抑制页岩地层黏土水化能力较强，多种纳米封堵材料和微米封堵材料能够形成较致密的封堵层，实现对页岩地层微孔缝有效封堵，具有较好的流变性和润滑性，总体性能较好，能够满足页岩气长水平段钻井的需要。

本发明目的之二是提供一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液的制备方法，包括以下步骤：

按所述用量将所述膨润土和纯碱加入水中，搅拌均匀，密闭养护；在高速搅拌下，加入包含所述降滤失剂、流型调节剂、封堵防塌剂、纳米封堵防塌剂、抑制防塌剂、润滑剂在内的组分，搅拌均匀，并调节pH值为8～10，加入密度调节剂至所需密度，即得。

具体地，所述方法可包括以下步骤：

先量取自来水，在600r/min搅拌下，先后加入钻井膨润土和纯碱，搅拌30～60min后密闭养护24h；在7000r/min高速搅拌下，按所述用量加入降滤失剂搅拌5～10min，加入流型调节剂搅拌5～10min，加入封堵防塌剂搅拌5～10min，加入纳米封堵防塌剂搅拌5～10min，加入抑制防塌剂搅拌15～20min加入氢氧化钾调节pH值在8～10，加入润滑剂，搅拌20～30min，加入密度调节剂如重晶石粉至所需密度，搅拌15～20min，制得本发明的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液。

现有的抑制封堵型水基钻井液在抑制黏土水化、封堵地层等方面具有一定的优势，但针对页岩地层存在的微裂缝、微孔隙无法实现有效封堵，也就无法形成高效封堵层。本发明的水基钻井液含有多种纳米材料与微米材料，一方面在井壁上形成较致密滤饼，阻缓滤液侵入地层，另一方面纳米及微米颗粒材料进入近井壁地带的裂缝和孔隙，形成内封堵层进一步阻止滤液进入地层内部，阻缓钻井液对地层的作用，从而达到稳定井壁的作用。

本发明涉及一种页岩用水基钻井液配制方法。在抑制性方面，采用钾盐和聚胺协同抑制作用，提高钻井液抑制页岩地层黏土水化；在封堵能力方面，首先采用了颗粒状的不同粒径碳酸钙、可变形的磺化沥青、纤维状的海泡石，作为封堵微米级以上的裂缝和孔隙的封堵材料，通过多形态、刚性和柔性相结合的封堵颗粒，实现了对大孔隙和裂缝的有效封堵，能够形成致密封堵层；其次，采用了纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅和改性氧化石墨烯等材料，实现了对页岩地层中大量存在的纳米级裂缝和孔隙的封堵，并且能够参与钻井液滤饼的形成，使钻井液滤饼更加致密，进一步提高了钻井液的封堵能力。其中研发的改性氧化石墨烯作为关键的封堵材料，提高滤饼致密性和对微孔缝封堵能力，有效阻缓钻井液侵入页岩地层，具有较低的滤失量；在流变性和润滑性方面，采用配伍性流型调节剂和润滑剂，保持钻井液的流变性和润滑性能；携岩带砂能力较强，润滑性较好。

本发明所配制的页岩用水基钻井液，在页岩、泥岩条件下仍具有优异的抑制和封堵性能，抗温能力80～150℃，具有良好的流变性、滤失造壁性和润滑性，能够满足页岩地层的水平钻井需要，在页岩气开发领域具有较强的技术优势，为页岩气勘探开发的钻井液技术提供了新的技术手段，对促进我国页岩气的勘探开发具有重大意义。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。但本发明不受这些实施例的限制。

实施例中所用原料均为市售。

制备改性氧化石墨烯：

所述的改性氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：

(1)将25g石墨、600g浓硫酸和磷酸的混合溶液(重量比例为5:1)置于烧杯中，搅拌30min使其充分混合，称取总量为200g的KMnO₄分批缓慢加入烧杯中进行搅拌；待充分反应后将烧杯置于冰水浴中并加入1500g蒸馏水将反应液稀释，分批加入13g H₂O₂直至反应产物呈金黄色；

(2)然后将反应产物离心并用蒸馏水和10％稀盐酸溶液洗涤数次至pH值呈中性；最后，将其离心沉淀后并重新分散在水中，用剪切乳化搅拌机在10000rpm下搅拌30min，得到氧化石墨水分散液；然后用0.45μm的微滤膜进行抽滤，滤饼经冷冻干燥并研磨至过100目的细粉，继而得到氧化石墨烯；

(3)将2g氧化石墨烯分散在200g去离子水中，然后加入2g聚合单体N-羟甲基丙烯酰胺和2g聚合单体二甲基二烯丙基氯化铵，通氮气20min，升温至60℃，然后加入含有催化剂硝酸铈铵的溶液20g(催化剂浓度10％)，在通氮气的情况下搅拌反应6h，经过滤、洗涤、干燥，得到所述表面接枝聚合物的改性氧化石墨烯，待用。

实施例1

先量取300mL的自来水，在600r/min搅拌下，先后加入6g钻井膨润土(湖北龙海化工有限公司)和0.3g纯碱(四川新创能石油工程技术有限公司，纯度98％)，搅拌30min后密闭养护24h；在7000r/min高速搅拌下，加入10g降滤失剂(3g羧甲基纤维素钠盐【四川新创能石油工程技术有限公司，LV-CMC】和7g改性淀粉【中石化石油工程技术研究院生产，SMART】)搅拌10min，加入1g流型调节剂(黄原胶XC【山东得顺源石油科技有限公司，XC】)搅拌10min，加入10g封堵防塌剂(碳酸钙【山东得顺源石油科技有限公司，QS-2】、低软化点磺化沥青FT-1【新乡第七化工厂，FT-1】、海泡石【湖北龙海化工有限公司】按质量配比为2:2:1)搅拌10min，其中碳酸钙由200目:400目:800目:1250目的重量为1:2:2:1的超细碳酸钙混合而成，加入10g纳米封堵防塌剂(纳米石蜡乳液【中石化石油工程技术研究院，SMSL】、纳米二氧化硅【卫辉市化工有限公司，SCLS】、改性氧化石墨烯按质量配比为3:3:2)搅拌10min，加入25g抑制防塌剂(5g胺基抑制剂聚胺【中石化石油工程技术研究院，SMJA-1】和20g氯化钾【南阳市博亚精细化工有限公司，纯度98％】)搅拌20min，加入2g氢氧化钾调节pH值在8～10，搅拌30min，加入6g润滑剂改性植物油【中石化石油工程技术研究院，SMJH-1】，搅拌20min，制得本发明的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，密度1.22g/cm³。

对比例1

除了不加改性氧化石墨烯，其他步骤均与实施例1相同。

实施例2

先量取300mL的自来水，在600r/min搅拌下，先后加入6g钻井膨润土和0.3g纯碱，搅拌30min后密闭养护24h；在7000r/min高速搅拌下，加入10g降滤失剂(3g羧甲基纤维素钠盐和7g改性淀粉)搅拌10min，加入1g流型调节剂(黄原胶XC)搅拌10min，加入10g封堵防塌剂(碳酸钙、磺化沥青、海泡石按质量配比为2:2:1)搅拌10min，加入10g纳米封堵防塌剂(纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅、改性氧化石墨烯按质量配比为3:3:2)搅拌10min，加入25g抑制防塌剂(5g胺基抑制剂聚胺和20g氯化钾)搅拌20min，加入2g氢氧化钾调节pH值在8～10，搅拌30min，加入6g润滑剂改性植物油，加入80g重晶石粉，搅拌20min，制得本发明的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，密度1.40g/cm³。

对比例2

除了不加改性氧化石墨烯，其他步骤均与实施例2相同。

实施例3

先量取300mL的自来水，在600r/min搅拌下，先后加入5g钻井膨润土和0.3g纯碱，搅拌30min后密闭养护24h；在7000r/min高速搅拌下，加入10g降滤失剂(3g羧甲基纤维素钠盐和7g改性淀粉)搅拌10min，加入1g流型调节剂(黄原胶XC)搅拌10min，加入10g封堵防塌剂(碳酸钙、磺化沥青、海泡石按质量配比为2:2:1)搅拌10min，加入10g纳米封堵防塌剂(纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅、改性氧化石墨烯按质量配比为3:3:2)搅拌10min，加入25g抑制防塌剂(5g胺基抑制剂聚胺和20g氯化钾)搅拌20min，加入氢氧化钾调节pH值在8～10，搅拌30min，加入8g润滑剂改性植物油，加入250g重晶石粉，搅拌20min，制得本发明的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，密度1.70g/cm³。

对比例3

除了不加改性氧化石墨烯，其他步骤均与实施例3相同。

实施例4

先量取300mL的自来水，在600r/min搅拌下，先后加入4g钻井膨润土和0.2g纯碱，搅拌30min后密闭养护24h；在7000r/min高速搅拌下，加入8g降滤失剂(3g羧甲基纤维素钠盐和5g改性淀粉)搅拌10min，加入1g流型调节剂(黄原胶XC)搅拌10min，加入10g封堵防塌剂(碳酸钙、磺化沥青、海泡石按质量配比为2:2:1)搅拌10min，加入10g纳米封堵防塌剂(纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅、改性氧化石墨烯按质量配比为3:3:2)搅拌10min，加入25g抑制防塌剂(5g胺基抑制剂聚胺和20g氯化钾)搅拌20min，加入氢氧化钾调节pH值在8～10，搅拌30min，加入10g润滑剂改性植物油，加入470g重晶石粉，搅拌20min，制得本发明的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，密度1.99g/cm³。

对比例4

除了不加改性氧化石墨烯，其他步骤均与实施例4相同。

效果实施例

对实施例1～4制备的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液及对比例1～4制备的钻井液进行性能测试。钻井液性能测试方法按照以下标准执行:GB/T 16783.1石油天然气工业钻井液现场测试第一部分水基钻井液(测试PV、YP、API、HTHP)，SY/T 6094钻井液用润滑剂评价程序(测试钻井液极压润滑系数)，SY/T 6335页岩抑制剂评价方法(测试线性膨胀率)。具体测试结果如下表1所示。

表1 实施例1～4的水基钻井液在不同温度下的性能测试

表2 实施例1～4及对比例1～4的性能对照表

备注：养护温度为120℃。

在不同温度养护下，钻井液的流变性能较为稳定，能够满足钻井的携岩带砂要求，且API滤失量和HTHP滤失量较低，具有较好的滤失造壁性，线性膨胀率测试结果数据较低，说明能够较好的抑制黏土的水化膨胀，具有较好的抑制性。与对比例相比，实施例的API滤失量、HTHP滤失量和极压润滑系数均较低，说明改性氧化石墨烯在实施例中能够起到较好的封堵降滤失作用和提高钻井液润滑性的作用。

Claims (13)

1.一种适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，包含以重量份数计的以下组分：

水，100份；

膨润土，1～3份；

降滤失剂，0.5～4份；

流型调节剂，0～0.7份；

封堵防塌剂，2.5～5.5份；

纳米封堵防塌剂，0.5～4.5份；

抑制防塌剂，4～9份；

润滑剂，1～5份；

密度调节剂，0～170份；

纯碱，用量为膨润土重量的4～6％；

所述的纳米封堵防塌剂为纳米石蜡乳液、纳米二氧化硅及改性氧化石墨烯的混合物，三者按质量配比为(2.5～3.5):(2.5～3.5):(1.5～2.5)；

所述的封堵防塌剂为磺化沥青、超细碳酸钙、海泡石纤维封堵剂的混合物，按质量配比为(1.5～2.5):(1.5～2.5):(0.5～1.5)；其中，所述超细碳酸钙包含200目、400目、800目及1250目的碳酸钙颗粒；其中200目:400目:800目:1250目的碳酸钙颗粒的质量配比为(0.5～1.5):(1.5～2.5):(1.5～2.5):(0.5～1.5)；所述海泡石纤维封堵剂的长度为50～100μm；

所述的抑制防塌剂为胺基抑制剂和氯化钾的混合物；所述的改性氧化石墨烯由包括以下步骤在内的方法制备而成：

(1)将石墨、氧化性酸溶液置于反应容器中，搅拌使其充分混合；将KMnO₄分批缓慢加入反应容器中进行搅拌，待充分反应后将反应容器置于冰水浴中并加入水将反应液稀释，所述水选自蒸馏水或去离子水；再分批加入双氧水直至反应产物呈金黄色；

(2)然后将反应产物离心并洗涤至pH值呈中性；最后，将其离心沉淀后并重新分散在水中，搅拌，得到氧化石墨烯水分散液；抽滤，滤饼经冷冻干燥并研磨，继而得到氧化石墨烯；

(3)将氧化石墨烯分散在水中，所述水选自蒸馏水或去离子水；然后加入聚合单体A和聚合单体B，通氮气，升温至50～70℃，然后加入含有催化剂的溶液，在通氮气的情况下搅拌反应，经过滤、洗涤、干燥，得到所述表面接枝聚合物的改性氧化石墨烯；

所述步骤(3)中，

所述聚合单体A的化学结构为：

式(1)

式(1)中，R₁为氢或C₁～C₃的羟烷基；

所述聚合单体B的化学结构为：

式(2)

式(2)中，R₃为C₁～C₂的烷基。

2.根据权利要求1所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于包含以重量份数计的以下组分：

水，100份；

膨润土，1.0～2.5份；

降滤失剂，1.0～4.0份；

流型调节剂，0.1～0.5份；

封堵防塌剂，3～5份；

纳米封堵防塌剂，1～4份；

抑制防塌剂，5～9份；

润滑剂，2～4份；

密度调节剂，0～170份；

纯碱，用量为膨润土重量的4～6％。

3.根据权利要求1或2所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述步骤(1)中，

所述石墨与氧化性酸溶液的重量比为1:(20～40)；所述氧化性酸溶液为硫酸、磷酸、硝酸、亚硝酸、高氯酸、次氯酸中至少一种，

所述石墨与KMnO₄的重量比为1:(6～12)；

所述双氧水与KMnO₄的重量比为1:(14～18)。

4.根据权利要求3所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述步骤(1)中，

所述氧化性酸溶液为浓硫酸和磷酸的混合溶液。

5.根据权利要求4所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述步骤(1)中，

所述氧化性酸溶液为浓硫酸和磷酸的混合溶液，其中，所述浓硫酸和磷酸的重量比例为(4～7)：1。

6.根据权利要求1或2所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述步骤(3)中，

所述氧化石墨烯与聚合单体A的重量比为1:(0.5～3)；所述氧化石墨烯与聚合单体B的重量比为1:(0.5～3)；所述催化剂的重量与聚合单体A、B的总重量比为(0.3～0.6):1；所述催化剂的溶液中催化剂的重量浓度为5～12％；

所述的催化剂选自硝酸铈铵、硝酸铈、硫酸铈、氟化铈中至少一种，或选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠中至少一种。

7.根据权利要求6所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述步骤(3)中，

所述氧化石墨烯与聚合单体A的重量比为1:(1～2)；

所述氧化石墨烯与聚合单体B的重量比为1:(1～2)。

8.根据权利要求6所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述步骤(3)中，

所述催化剂的溶液中催化剂的重量浓度为8～10％。

9.根据权利要求1或2所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

式(1)中，所述R₁为氢或羟甲基。

10.根据权利要求1或2所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述强抑制强封堵性水基钻井液还包括pH值调节剂，用pH值调节剂调节pH值至8～10；所述pH值调节剂，选自氢氧化钠和/或氢氧化钾；

所述的降滤失剂选自羧甲基纤维素钠盐、聚阴离子纤维素、改性淀粉中的至少一种；

所述流型调节剂选自生物胶类、合成聚合物类。

11.根据权利要求10所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述pH值调节剂为氢氧化钾。

12.根据权利要求1或2所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液，其特征在于：

所述胺基抑制剂选自聚胺、聚醚胺、胺基聚醇中的至少一种；其中，以所述水为100重量份计，所述胺基抑制剂0.3～2重量份，氯化钾5～7重量份；

所述的润滑剂选自矿物油改性润滑剂、植物油改性润滑剂、石墨、水基润滑剂中的至少一种。

13.根据权利要求1～12之任一项所述的适用于页岩地层的强抑制强封堵性水基钻井液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

按所述用量将所述膨润土和纯碱加入水中，搅拌均匀，密闭养护；在高速搅拌下，加入包含所述降滤失剂、流型调节剂、封堵防塌剂、纳米封堵防塌剂、抑制防塌剂、润滑剂在内的组分，搅拌均匀，并调节pH值为8～10，加入密度调节剂至所需密度，即得。