【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油田钻井液降温，具体涉及一种用于钻井井底降温的相变材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着钻探技术的发展和新型能源的兴起，高温地层出现的越来越多，我国干热岩、地热井等部分高温井的井底温度在200℃以上，有的甚至超过300℃。钻井液高温对钻井过程有非常严重的负面影响，对钻井液本身来说高温会使处理剂高温失效，影响流变性滤湿性等钻井液的稳定性，并且对钻井工具和测井设备也产生严重的负面影响，高温会使井下工具密封性降低，严重缩短钻具的使用寿命，高温也会使随钻的设备寿命降低，提高生产的成本。水基钻井液的主要造浆材料是膨润土，高温对造浆材料的影响主要是絮凝和分散，随着温度的升高，絮凝的严重性则随之增加，同时高温也增强了水分子渗入到粘土内部的能力和粘上表面阳离子扩散和置换的能力，促使颗粒分散；高温环境下钻头材料往往会因为高温表现出易疲劳、强度下降等问题，随钻测井器材高温时会表现出测不准甚至器材变形损坏等问题。
2、为了克服深井资源开发时钻井液所遇到的高温、超高温问题，在钻井过程中，对钻井液的冷却一般采取以下措施：自然冷却，通过延长钻井液槽的循环路线，可以在一定程度上达到冷却钻井液的目的，这种冷却方式完全受气候条件影响，对于深井、超深井和高温高压井效果不明显，对天然气水合物并则无法达到安全钻井对循环钻井液温度的要求；低温介质混合冷却，向钻井液池中投放低温固体或液体，通过混合热传导方式来使钻井液降温，这种方法一般用于水基钻井液的冷却、且容易得到低温水源的情况，只能作为应急方案使用；冷却装置强制冷却,当返出钻井液温度过高时,需
3、相变材料是指在一定温度范围内，即相变温度范围内改变其相态，以潜热的形式吸收、贮存或释放大量热量而本身温度保持不变的材料。目前，相变材料在钻井液中的研究与应用还较少，因此，迫切需要一种用于钻井井底降温的相变材料。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种用于钻井井底降温的相变材料及其制备方法，以解决现有技术中深井资源开发时钻井液降温效果不理想的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)将相变物质加热至融化，加入导热材料，分散均匀，然后加入聚乙烯，加热反应，冷却至室温，研磨成粉末，制得改性相变物质；
4、(2)将蒙脱土焙烧改性，分散于去离子水中，加入纳米材料，分散均匀，然后加入壳聚糖溶液，混合均匀，干燥，制得壁材；
5、(3)将步骤(1)制得的改性相变物质加热至融化，加入油性溶剂，混合均匀，制得油相；将步骤(2)制得的壁材分散于去离子水中，制得水相；在搅拌状态下将油相加入水相，然后超声分散，干燥，再喷涂聚脲防水涂料，制得用于钻井井底降温的相变材料。
6、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进：
7、进一步，步骤(1)中，相变物质、导热材料和聚乙烯的质量比为80-120：2-3：5-20。
8、进一步，步骤(1)中，相变物质为石蜡、硬脂酸丁脂或二硬脂酸乙二醇脂。
9、进一步，步骤(1)中，导热材料为碳纳米管、石墨和氧化铝中至少一种。
10、进一步，步骤(1)中，聚乙烯分子量为9000-10000。
11、进一步，步骤(1)中，搅拌20-30min分散均匀。
12、进一步，步骤(1)中，于190-200℃条件下加热反应30-40min。
13、进一步，步骤(2)中，蒙脱土、纳米材料、去离子水和壳聚糖溶液的质量体积比为2-3g：0.02-0.03g：80-120ml：15-20ml。
14、进一步，步骤(2)中，纳米材料为银纳米线或纳米石墨。
15、进一步，步骤(2)中，于500-600℃条件下焙烧1.5-2h。
16、进一步，步骤(2)中，搅拌25-35min分散均匀。
17、进一步，步骤(2)中，壳聚糖溶液通过以下方法制得：将壳聚糖和醋酸溶液按照质量体积比为1.2-1.5g：100ml混合均匀。
18、进一步，醋酸溶液浓度为1.2-1.5wt％。
19、进一步，步骤(2)中，搅拌20-30min混合均匀。
20、进一步，步骤(2)中，于80-90℃条件下干燥8-12h。
21、进一步，步骤(3)中，油性溶剂为小麦胚芽油或橄榄油。
22、进一步，步骤(3)中，改性相变物质和油性溶剂的质量体积比为80-120g：200-300ml。
23、进一步，步骤(3)中，壁材和去离子水的质量体积比为40-50g：80-120ml。
24、进一步，步骤(3)中，于2000-3000r/min条件下将油相加入水相。
25、进一步，步骤(3)中，于功率700-1000w条件下超声15-20min。
26、进一步，步骤(3)中，于70-80℃条件下干燥15-20h。
27、进一步，步骤(3)中，喷涂聚脲防水涂料的厚度为0.1-0.5μm。
28、本专利技术还提供上述制备方法制得的用于钻井井底降温的相变材料。
29、本专利技术还提供上述相变材料在钻井井底降温方面的应用。
30、本专利技术具有以下有益效果：
31、1、石蜡具有很理想的溶解热，但其导热性较差，通过加入导热材料，改善其导热性能，还通过聚乙烯对石蜡进行改性，使得石蜡熔点得到显著提高，并且具备较高的相变潜热。
32、2、将蒙脱土进行焙烧改性，其目的是使其失去表面和骨架中的水，以及孔隙中的杂质，提高蒙脱土的吸附性，使其吸附更多的纳米材料，然后以壳聚糖为交联剂，使得蒙脱土组装形成三维骨架结构，该三维骨架结构中穿插着纳米材料，形成壁材；然后再以改性相变物质为芯材，以蒙脱土为壁材，提升稳定性和机械强度，壁材外包覆聚脲防水涂料，防止泄露，得到用于钻井井底降温的相变材料。
33、3、本专利技术制得的用于钻井井底降温的相变材料性能稳定，无毒，无腐蚀性，在加入以该钻井液总重量为基准5-15wt％相变材料后，高温钻井液可以有效降温降温，且可重复利用。
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1.一种用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，相变物质为石蜡、硬脂酸丁脂或二硬脂酸乙二醇脂。
3.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，导热材料为碳纳米管、石墨和氧化铝中至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，蒙脱土、纳米材料、去离子水和壳聚糖溶液的质量体积比为2-3g：0.02-0.03g：80-120mL：15-20mL。
5.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，纳米材料为银纳米线或纳米石墨。
6.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，壳聚糖溶液通过以下方法制得：将壳聚糖和醋酸溶液按照质量体积比为1.2-1.5g：100mL混合均匀。
7.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法
8.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，壁材和去离子水的质量体积比为40-50g：80-120mL。
9.权利要求1-8任一项所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法制得的用于钻井井底降温的相变材料。
10.权利要求9所述的用于钻井井底降温的相变材料在钻井井底降温方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，相变物质为石蜡、硬脂酸丁脂或二硬脂酸乙二醇脂。
3.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，导热材料为碳纳米管、石墨和氧化铝中至少一种。
4.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，蒙脱土、纳米材料、去离子水和壳聚糖溶液的质量体积比为2-3g：0.02-0.03g：80-120ml：15-20ml。
5.根据权利要求1所述的用于钻井井底降温的相变材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，纳米材料为银纳米线或...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡科涛，赵剑，石燕，李辉，金雪梅，叶佳杰，袁涛，龙啸，唐顺东，赵猛，张薇，王刚，张健，汤宏宇，王善骥，
申请(专利权)人：四川宏大安全技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：
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