CN111333792B

CN111333792B - 改性的纳米锂皂石防塌剂及降滤失剂与其制备方法和应用

Info

Publication number: CN111333792B
Application number: CN202010266209.8A
Authority: CN
Inventors: 吕开河; 沈浩坤; 孙金声; 黄贤斌; 白英睿; 刘敬平; 王金堂; 金佳峰
Original assignee: China University of Petroleum East China
Current assignee: China University of Petroleum East China
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2022-09-16
Anticipated expiration: 2040-04-07
Also published as: CN111333792A

Abstract

本发明涉及油田化学领域，具体涉及改性的纳米锂皂石及其制备方法和应用。本发明的制备改性的纳米锂皂石的方法包括：(1)在水存在下，将纳米锂皂石与降粘剂进行第一接触反应，得到物料A；(2)将所述物料A与可聚合硅氧烷疏水单体和含双键的反应单体进行第二接触反应，得到物料B，其中所述含双键的反应单体选自苯乙烯单体和/或丙烯酸酯类单体中的至少一种；(3)在引发剂存在下，将所述物料B进行聚合反应。本发明的改性的纳米锂皂石能够达到改善钻井液性能及有效稳定泥页岩地层的目的，在水基钻井液中兼具防塌剂及降滤失剂作用。

Description

改性的纳米锂皂石防塌剂及降滤失剂与其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及油田化学领域，具体涉及制备改性的纳米锂皂石的方法、改性的纳米锂皂石以及所述改性的纳米锂皂石在水基钻井液中作为防塌剂及降滤失剂的应用。

背景技术

近年来，随着深井、超深井越来越多，井下情况也越来越复杂，钻井难度越来越大，故对钻井液和钻井液处理剂的性能提出了更高的要求。水基钻井液由于成本较低、处理剂来源广、可供选择的类型多、性能容易控制等优点，并具有较好的保护油气层效果，因此成为国内外常用的钻井液体系。

为适应不同地质要求，需要加入各种钻井液处理剂，如降滤失剂、页岩抑制剂、增粘剂、封堵剂等钻井液处理剂，随着钻井液的组分越来越复杂，钻井液成本也越来越高，钻井液性能维护越来越难，“一剂多效”成为钻井液处理剂的发展趋势。

传统的钻井液用封堵剂为超细碳酸钙、纳米二氧化硅、纳米石英粉、植物纤维、改性沥青等，这些材料在压差的作用下进入地层孔隙或微裂缝，通过架桥充填形成封堵层，阻止钻井液侵入地层，维持井壁稳定。此类封堵材料虽然能在一定程度上对地层的孔隙和裂缝进行封堵，但由于这些材料与井壁孔隙的结合力差，封堵强度不高，承压能力弱，在高压差作用下容易被破坏，且此类封堵材料对泥页岩水化普遍没有抑制能力、对钻井液增粘效果弱。此外，纳米二氧化硅及纳米石英粉等纳米材料在钻井液中容易团聚，无法在钻井液中良好地分散；植物纤维类材料的抗温性差，在高温环境中无法长期保持较高的强度；沥青类处理剂受软化点温度的限制，应用场合受限。

并且，现有技术中的封堵剂存在以下缺点：

(1)物理封堵地层孔隙或微裂缝，无法与岩石表面紧密吸附，封堵层承压能力弱；(2)不具有抑制泥页岩水化作用，即所造成坍塌周期短，不利于井壁稳定；(3)对钻井液流变及滤失性能无明显的改善作用；以及(4)受抗温能力限制，应用场合有限。

另外，目前使用的封堵剂仅仅能够作为惰性颗粒加入钻井液中，除了封堵性能外对钻井液其它性能无明显的改善作用，使用时往往需要配合加入其他处理剂(如降滤失剂等)使用以达到提高钻井液胶体稳定性或悬浮的目的，这必将增加钻井液成本。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的钻井液作用单一的缺陷，提供一种兼具防塌剂及降滤失剂作用的改性的纳米锂皂石在水基钻井液。

为了实现上述目的，本发明提供了一种改性的纳米锂皂石，本发明提供的改性的纳米锂皂石一方面具有物理封堵的作用，另一方面亲水端通过氢键作用吸附在泥页岩表面，疏水端提高泥页岩表面的疏水性，抗温能力高达180℃，能够达到长期封堵的目的；同时，改善钻井液流变性能，降低钻井液滤失量。本发明提供的改性的纳米锂皂石的制备工艺简单，能够实现批量生产。

更具体地，为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种制备改性的纳米锂皂石的方法，该方法包括：

(1)在水存在下，将纳米锂皂石与降粘剂进行第一接触反应，得到物料A；

(2)将所述物料A与可聚合硅氧烷疏水单体和含双键的反应单体进行第二接触反应，得到物料B，其中所述含双键的反应单体选自苯乙烯单体和/或丙烯酸酯类单体中的至少一种；

(3)在引发剂存在下，将所述物料B进行聚合反应。

本发明的第二方面提供由第一方面所述的方法制备得到的改性的纳米锂皂石。

本发明的第三方面提供由第二方面所述的改性的纳米锂皂石在水基钻井液中作为防塌剂及降滤失剂的应用。

通过上述技术方案，本发明的改性的纳米锂皂石能够达到改善钻井液性能及有效稳定泥页岩地层的目的，在水基钻井液中兼具防塌剂及降滤失剂作用。

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。

需要说明的是，在没有特别说明的情况下，本发明中的“第一”、“第二”等仅仅是用于区分，这表示上述定义不是同一个过程，但是并不表示先后次序，本领域技术人员不应理解为这是对本发明的限制。

如前所述，本发明的第一方面提供了一种制备改性的纳米锂皂石的方法，该方法包括：

(3)在引发剂存在下，将所述物料B进行聚合反应。

本发明中作为原料的纳米锂皂石为片状颗粒，平均厚度为1nm-10nm，平均直径为25nm-80nm。其中，平均直径通过粒度分析仪测定。

优选情况下，所述降粘剂选自四聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，以所述水的用量为基准，所述降粘剂的用量为0.005-0.5重量％；优选为0.005-0.1重量％。

在一种具体的优选的实施方式中，先将降粘剂与水配制成水溶液，再加入纳米锂皂石，然后进行所述第一接触反应。

在本发明中，在所述第一接触反应中，对于水的用量没有特别的限制，只要能够将降粘剂和纳米锂皂石溶解即可。

在一种具体的优选的实施方式中，对于1-4g纳米锂皂石，水的用量为50-100mL。

优选情况下，在步骤(1)中，所述第一接触反应的条件包括：温度为5-40℃，时间为30-60min。

在一种优选的实施方式中，所述第一接触反应使用超声波处理，使得纳米锂皂石充分地溶解，得到溶液状态的物料A。对所述超声波处理的具体超声条件没有特别的限制，采用本领域常用的具体超声条件，达到溶液物料的目的即可。

优选情况下，在步骤(2)中，所述可聚合硅氧烷疏水单体选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基环硅氧烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷和甲基乙烯基二甲氧基硅烷中的至少一种。

在本发明中，为了实现更好的防塌剂效果，优选所述可聚合硅氧烷疏水单体组合使用。

具体实施方式1：

所述可聚合硅氧烷疏水单体为重量比为1：(1-2)的乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合。

具体实施方式2：

所述可聚合硅氧烷疏水单体为重量比为1：(1-2)的甲基乙烯基二乙氧基硅烷和甲基乙烯基二甲氧基硅烷的组合。

在一种优选的实施方式中，在步骤(2)中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述可聚合硅氧烷疏水单体的用量为1-20重量％；优选为10-15重量％。

优选情况下，在步骤(2)中，所述含双键的反应单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸叔丁酯中的至少一种。

在一种优选的实施方式中，在步骤(2)中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述含双键的反应单体的用量为1-10重量％；优选为5-10重量％。

需要特别说明的是，优选情况下，在步骤(2)中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述硅氧烷疏水性单体和所述含双键的反应单体的用量之和至少为15重量％。

优选情况下，在步骤(2)中，所述第二接触反应的条件包括：温度为5-40℃，时间为30-60min。

优选地，所述第二接触反应在高速搅拌下进行，以形成乳状液的物料B。优选地，形成乳状液物料B的搅拌转速为8000-10000rpm。

优选情况下，在步骤(3)中，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠和过氧化氢中的至少一种。

以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述引发剂的用量为0.01-0.2重量％。

优选情况下，在步骤(3)中，所述聚合反应的条件包括：温度为30-80℃，时间为4-8h。

在一种优选的实施方式中，本发明的方法还包括，在步骤(3)的聚合反应之后，将所得物料进行破乳处理后抽滤，洗涤，干燥，以得到所述改性的纳米锂皂石。

根据一种具体的优选地实施方式，所述破乳处理包括向乳液状的所得物料中加入过量氯化钠，或者加入足够量的环己烷等有机溶剂。破乳后，将抽滤得到的固体加入到5-20重量％氯化钠溶液中，超声30-60min，然后使用差速离心，收集所述改性的纳米锂皂石。

本发明提供了一种工艺简单，可批量生产的多功能改性的纳米锂皂石的制备方法。

如前所述，本发明的第二方面提供了由第一方面所述的方法制备得到的改性的纳米锂皂石。

本发明的方法获得的改性的纳米锂皂石具有“一剂多效”的效果，兼具防塌剂和降滤失剂的功能。

如前所述，本发明的第三方面提供了由第二方面所述的改性的纳米锂皂石在水基钻井液中作为防塌剂及降滤失剂的应用。

具体地，本发明的改性的纳米锂皂石与其他现有防塌封堵剂相比，还具有以下优点：

(1)具有物理封堵的作用；

(2)通过氢键作用吸附在泥页岩表面，增强与泥页岩表面的作用力，有效提高封堵强度；

(3)吸附在泥页岩表面的改性的纳米锂皂石疏水端向外，提高泥页岩表面的疏水性，有效抑制泥页岩水化膨胀及分散；

(4)改善钻井液流变性能，降低钻井液滤失量；

(5)抗温能力达180℃，适合于深井超深井。

通过以上作用，本发明的改性的纳米锂皂石能够达到改善钻井液性能及有效稳定泥页岩地层的目的。

本发明的工艺中的纳米锂皂石与蒸馏水、硅烷改性剂和反应单体能够形成稳定的皮克林乳液，这时的纳米锂皂石会像一层膜一样包裹在表面。水相中的引发剂通过扩散作用进入油相，使油相中的可聚合硅氧烷和反应单体聚合在纳米锂皂石的一侧，达到对纳米锂皂石的单侧改性。

以下将通过实例对本发明进行详细描述。以下实例中，在没有特别说明的情况下，没有提及合成方法的各种原料均为市售品或参照文献制备。

以下实例中，在没有特别说明的情况下，常温为25℃±3℃。

以下实例中破乳、抽滤的具体操作如下：向乳液中加入过量的氯化钠破乳，破乳后，将抽滤得到的固体加入到10重量％氯化钠溶液中，超声30min，然后使用差速离心，将转速调节至5000rpm，离心20min，收集上层液体，然后将转速调节至8000rpm，离心20min；收集离心管中的沉淀，收集黑色沉淀。

以下实例中，在没有特别说明的情况下，体系是指溶液A(例如各实例中的溶液A1、溶液A2、溶液A3或溶液A4等)与可聚合硅氧烷疏水单体(例如各实例中的乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基环硅氧烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷和甲基乙烯基二甲氧基硅烷等)和含双键的反应单体(例如各实例中的苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸叔丁酯等)的总和。

以下实例中，在没有特别说明的情况下，纳米锂皂石购自浙江丰虹新材料股份有限公司。

制备例1：

采用界面改性聚合的方法，制备改性的纳米锂皂石，编号为M1。

(1)将1g纳米锂皂石搅拌加入到50mL的0.005重量％的焦磷酸钠水溶液中，常温下超声波处理30分钟，得到溶液A1；

(2)将乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和丙烯酸叔丁酯在氮气保护下加入到溶液A1中，在8000rpm下搅拌60分钟形成乳状液B1，加入的乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷分别占体系的5重量％和10重量％，加入的丙烯酸叔丁酯占体系的5重量％；

(3)向乳状液B1中加入0.0625g过硫酸钾，并在80℃下反应6h。反应结束后停止搅拌，冷却至室温，得到白色乳液。破乳后，通过无水乙醇抽滤，洗涤3次，在70℃真空干燥箱中干燥24小时，得到改性的纳米锂皂石M1。

制备例2：

采用界面改性聚合的方法，制备改性的纳米锂皂石，编号为M2。

(1)将2g纳米锂皂石搅拌加入到50mL的0.01重量％的焦磷酸钠水溶液中，常温下超声波处理60分钟，得到溶液A2；

(2)将甲基乙烯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷和甲基丙烯酸甲酯在氮气保护下加入到溶液A2中，在8000rpm下搅拌30分钟形成乳状液B2，加入的甲基乙烯基二乙氧基硅烷和甲基乙烯基二甲氧基硅烷分别占体系的5重量％和5重量％，加入的甲基丙烯酸甲酯占体系的5重量％；

(3)向乳状液B2中加入0.0625g过硫酸铵和0.0625g亚硫酸氢钠，并在60℃下反应4h。反应结束后停止搅拌，冷却至室温，得到白色乳液。破乳后，通过无水乙醇抽滤，洗涤3次，在70℃真空干燥箱中干燥24小时，得到改性的纳米锂皂石M2。

制备例3：

采用界面改性聚合的方法，制备改性的纳米锂皂石，编号为M3。

(1)将4g纳米锂皂石搅拌加入到100mL的0.1重量％的四聚磷酸钠水溶液中，常温下超声波处理30分钟，得到溶液A3；

(2)将乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和苯乙烯在氮气保护下加入到溶液A3中，在8000rpm下搅拌40分钟形成乳状液B3，加入的乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷分别占体系的5重量％和10重量％，加入的苯乙烯占体系的5重量％；

(3)向乳状液B3中加入0.0625g过硫酸铵，并在30℃下反应8h。反应结束后停止搅拌，冷却至室温，得到白色乳液。破乳后，通过无水乙醇抽滤，洗涤3次，在70℃真空干燥箱中干燥24小时，即可得到改性的纳米锂皂石M3。

制备例4：

采用界面改性聚合的方法，制备改性的纳米锂皂石，编号为M4。

(1)将3g纳米锂皂石搅拌加入到100mL的0.1重量％的六偏磷酸钠水溶液中，常温下超声波处理30分钟，得到溶液A4；

(2)将甲基乙烯基环硅氧烷和丙烯酸甲酯在氮气保护下加入到溶液A4中，在8000rpm下搅拌30分钟形成乳状液B4，加入的甲基乙烯基环硅氧烷占体系的质量分数为10重量％，加入的丙烯酸甲酯占体系的10重量％；

(3)向乳状液B3中加入2mL的20重量％的过氧化氢，并在60℃下反应4h。反应结束后停止搅拌，冷却至室温，得到白色乳液。破乳后，通过无水乙醇抽滤，洗涤3次，在70℃真空干燥箱中干燥24小时，得到改性的纳米锂皂石M4。

制备例5

采用与制备例1相同的流程进行，不同之处在于，使用单一的可聚合硅氧烷改性剂，不加入乙烯基三甲氧基硅烷，控制乙烯基三乙氧基硅烷的加入量，使得加入的乙烯基三乙氧基硅烷占体系的15重量％。

其他条件与制备例1相同。

得到改性的纳米锂皂石M5。

制备例6

采用与制备例1相同的流程进行，不同之处在于，使用单一的可聚合硅氧烷改性剂，不加入乙烯基三乙氧基硅烷，控制乙烯基三甲氧基硅烷的加入量，使得加入的乙烯基三甲氧基硅烷占体系的15重量％。

其余均与制备例1中相同。

得到改性的纳米锂皂石M6。

制备例7

采用与制备例1相同的流程进行，不同之处在于，用相同重量的丙烯酸甲酯替换制备例1中的丙烯酸叔丁酯作为含双键的反应单体。

其余均与制备例1中相同。

得到改性的纳米锂皂石M7。

性能评价方法

对制备例中获得的改性的纳米锂皂石进行如下性能评价：

■钻井液的配制

(1)基浆的配制：量取400mL蒸馏水置于搅拌器中，加入0.8g碳酸钠后搅拌溶解，边搅拌边加入16g钻井液用膨润土(购自山东华潍膨润土有限公司)，在10000rpm下搅拌20min，并静置水化48h以上，得到400mL的4重量％膨润土基浆。

(2)向该400mL的4重量％膨润土基浆中加入4g在制备例中获得的改性的纳米锂皂石，在10000rpm下搅拌30分钟，装入老化罐中，在180℃下热滚16h，得到钻井液。

在常温下测其流变性参数、API滤失量。

钻井液流变性及滤失量测试根据GB/T 16783.1-2014，具体测试步骤如下：

■钻井液流变性测试

①向样品杯中注入钻井液样品至刻度线，将样品放在六速旋转粘度计(型号ZNN-D6型)的底架上，移动底架使样品液面恰好与外筒上的刻度线重合。

②使外筒在600r/min下旋转，待表盘数值稳定后，读取并记录表盘读数，用R₆₀₀表示，以mPa·s为单位；

③将转速转换为300r/min，待表盘读数稳定后，读取并记录表盘读数，用R₃₀₀表示，以mPa·s为单位。

使用以下公式计算表观粘度(AV)、塑性粘度(PV)和动切力(YP)。

表观粘度(AV)＝R₆₀₀/2。

塑性粘度(PV)＝R₆₀₀-R₃₀₀。

动切力(YP)＝AV-PV。

■钻井液滤失量测试

常温中压(API)滤失量FL_API测试

①钻井液样品注入钻井液杯中，放好滤纸并安装好滤失仪(型号ZNS-2A)；

②将干燥的量筒放在排出管下面接收滤液，关闭泄压阀调节压力调节器，使杯中压力达到690kPa±35kPa，加压的同时开始计时；

③30min后测量滤液体积。

高温高压(HTHP)滤失量FL_HTHP测试

①将温度计***加热套上的温度计插孔内，将加热套加热至比所需试验温度高约6℃，调节恒温开关以保持所需温度；

②关紧底部阀杆，将钻井液倒入钻井液杯中，放好滤纸，并关闭钻井液杯；

③将可调节的压力源分别连接到顶部阀杆和底部的滤液接收器上并锁定；

④保持顶部和底部阀杆都关闭的情况下，分别将顶部和底部的压力调节器调节至690kPa，打开顶部阀杆，对钻井液施加690kPa的压力，并维持此压力1h；

⑤将顶部压力增加到4140kPa，打开底部阀杆测定滤失量，收集滤液30min。

钻井液抑制性能测试根据SY/T 6335-1997，钻井液封堵性能根据SY/T5665-2018，具体由砂床侵入深度和线性膨胀高度来表征，具体测试步骤如下：

■砂床侵入深度测试：

取适量60-100目的石英砂用清水洗净后烘干，将烘干后的砂子装入可视中压滤失仪的圆柱筒中，压实铺平，慢慢加入350mL的钻井液，在室温下按测试API滤失量同样的方法加压0.69MPa，测试30min后滤液侵入砂床的深度H_砂床。

■线性膨胀高度测试：

①称取10.0g膨润土，装入模具中，在10MPa压力下压制5min成型。

②将成型后的膨润土放入膨胀仪样品槽中，加入在制备例1中制备得到的两性氧化石墨烯M1，测定膨润土在72h后的膨胀高度H_膨胀。

对比例采用与测试例类似的方法进行，不同之处在于分别采用市售防塌剂或降滤失剂代替在制备例中获得的改性的纳米锂皂石。

对比例1采用的防塌剂为国产市售沥青防塌剂FT-1(山东阳谷江北化工有限公司)。

对比例2采用的防塌剂为国产市售防塌剂YL-100(山东得顺源石油科技有限公司)。

对比例3采用的降滤失剂为国产市售降滤失剂CMC-LV(JT-6，文安县中德化工有限公司)。

对比例4采用的降滤失剂为国产市售降滤失剂PAC-LV(文安县中德化工有限公司)。

测试结果见表1。

表1

	AV/mPa·s	PV/mPa·s	YP/Pa	FL/mL	FL<sub>HTHP</sub>/mL	H<sub>砂床</sub>/mm	H<sub>膨胀</sub>/mm
								基浆	7.5	5	2.6	24	68	80	73
制备例1	40	19	20.0	6	15	21	31
								制备例2	40	27	12.4	4	25	14	35
制备例3	36	14	21.0	9	19	34	23
								制备例4	50.5	30	19.6	8	23	23	32
制备例5	38.5	12	25.3	11	27	35	26
								制备例6	53	23	28.7	13	30	37	33
制备例7	32.5	25	7.17	10	29	44	22
								对比例1	21	15	5.7	23	45	55	54
对比例2	16.5	16	0.5	25	52	53	63
								对比例3	35	12	18	10	34	87	67
对比例4	65	35	20.2	12	38	88	74

由表1实验结果可以看出，相比于市售防塌剂(对比例1和对比例2)，本发明的改性的纳米锂皂石对基浆有明显的增粘降滤失效果，而与常用的市售降滤失剂(对比例3和对比例4)对比，本发明的改性的纳米锂皂石的封堵和抑制效果则十分明显，达到了一剂多用、一剂多效的目的，抗温能力达180℃。

为研究本发明的改性的纳米锂皂石与钻井液体系的配伍性，以在制备例1中获得的改性的纳米锂皂石为例，分别在油田钻井常用的聚合物钻井液、钾盐聚磺钻井液和有机盐钻井液中加入不同配比的本发明的改性的纳米锂皂石，测定加入前后钻井液的性能变化情况，试验结果见表2、表3和表4。

在表2、表3和表4的聚合物钻井液、钾盐聚磺钻井液和有机盐钻井液配方中，SP-8是指聚丙烯酰胺钾盐，FA-367是指两性离子聚合物强包被剂，重粉是指重晶石，坂土浆是指膨润土浆，PMHA-II是指复合两性金属离子聚合物，SPNH是指褐煤树脂，SMP-I是指磺甲基酚醛树脂。

其中，表2中的聚合物钻井液基浆配方为：

水+4重量％膨润土+0.1重量％的KOH+0.5重量％的SP-8+0.2重量％的FA-367+重粉(加重粉至密度为1.35g/cm³)。

表3中的钾盐聚磺钻井液基浆配方为：

4重量％坂土浆+0.1重量％的KOH+0.5重量％的SP-8+0.2重量％的PMHA-II+2重量％的SPNH+3重量％的SMP-I+重粉(加重粉至密度为2.10g/cm³)。

表4中的有机盐钻井液基浆配方为：

4重量％坂土浆+0.1重量％的甲酸钾+0.5重量％的SP-8+0.2重量％的PMHA-II+2重量％的SPNH+3重量％的SMP-I+重粉(加重粉至密度为2.10g/cm³)。

表2对聚合物钻井液性能影响试验

序号	配方	AV/mPa·s	PV/mPa·s	YP/Pa	FL/mL
						1	基浆	50.5	26	24.5	5.4
2	基浆+0.5重量％改性的纳米锂皂石	61	37	24	4.7
						3	基浆+1.0重量％改性的纳米锂皂石	74.5	39	25.5	4.2

表3对钾盐聚磺钻井液性能影响试验

表4对有机盐钻井液性能影响试验

由表2、表3和表4可见，本发明的改性的纳米锂皂石对聚合物钻井液、钾盐聚磺钻井液和有机盐钻井液有一定的增粘效果，有一定的改善钻井液滤失性能的作用，与三种钻井液体系均具有较好的配伍性。

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

1.一种改性的纳米锂皂石在水基钻井液中作为防塌剂及降滤失剂的应用，其特征在于，所述改性的纳米锂皂石采用包括以下步骤的方法进行制备：

（1）在水存在下，将纳米锂皂石与降粘剂进行第一接触反应，得到物料A；

（2）将所述物料A与可聚合硅氧烷疏水单体和含双键的反应单体进行第二接触反应，得到物料B，其中所述含双键的反应单体选自苯乙烯单体和/或丙烯酸酯类单体中的至少一种；

（3）在引发剂存在下，将所述物料B进行聚合反应。

2.根据权利要求1所述的应用，其中，在步骤（1）中，所述纳米锂皂石为片状颗粒，平均厚度为1nm-10nm，平均直径为25nm-80nm。

3.根据权利要求1所述的应用，其中，所述降粘剂选自四聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其中，以所述水的用量为基准，所述降粘剂的用量为0.005-0.5重量%。

5.根据权利要求1所述的应用，其中，以所述水的用量为基准，所述降粘剂的用量为0.005-0.1重量%。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（1）中，所述第一接触反应的条件包括：温度为5-40℃，时间为30-60min。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，所述可聚合硅氧烷疏水单体选自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基乙烯基环硅氧烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷和甲基乙烯基二甲氧基硅烷中的至少一种。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，所述可聚合硅氧烷疏水单体为重量比为1：（1-2）的乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的组合。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，所述可聚合硅氧烷疏水单体为重量比为1：（1-2）的甲基乙烯基二乙氧基硅烷和甲基乙烯基二甲氧基硅烷的组合。

10.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述可聚合硅氧烷疏水单体的用量为1-20重量%。

11.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述可聚合硅氧烷疏水单体的用量为10-15重量%。

12.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，所述含双键的反应单体选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸叔丁酯中的至少一种。

13.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述含双键的反应单体的用量为1-10重量%。

14.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，以所述物料A、所述可聚合硅氧烷疏水单体和所述含双键的反应单体的总重量为基准，所述含双键的反应单体的用量为5-10重量%。

15.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（2）中，所述第二接触反应的条件包括：温度为5-40℃，时间为30-60min。

16.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（3）中，所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾中的至少一种。

17.根据权利要求1-5中任意一项所述的应用，其中，在步骤（3）中，所述聚合反应的条件包括：温度为30-80℃，时间为4-8h。