本发明专利技术涉及油田化学领域，公开了树脂包覆纳米碳酸钙的制备及其在水基钻井液中的应用，尤其是作为纳米封堵剂的应用。该方法首先通过沉淀法制备纳米碳酸钙，并进行表面改性以增强其与树脂的相容性。接着，通过引发聚合反应，在纳米碳酸钙表面包覆高韧性树脂，形成具有高强度和优异韧性的封堵材料。所制备的纳米封堵剂在水基钻井液中表现出优良的分散性，能够有效封堵井壁裂缝和微孔，显著提高钻井液的稳定性和封堵效果，特别适用于深井/超深井及非常规页岩等复杂地层的钻探作业。
【技术实现步骤摘要】
本专利专利技术涉及油田化学领域，具体涉及树脂包覆纳米碳酸钙的制备及其在水基钻井液中的应用。
技术介绍
1、随着全球能源需求的持续增长，页岩气等非常规天然气资源的开发逐渐成为能源领域的重点研究方向。然而，页岩气储层通常具有复杂的地质特征，如发育大量微纳米级裂缝和孔隙。这些特征在钻井过程中容易导致井壁失稳、井漏等问题，严重影响了钻井作业的安全性和效率。为了有效解决这些问题，钻井液的性能要求日益提高，尤其是在深井、超深井以及高温高压等复杂地层条件下，对钻井液的封堵性能、流变性、以及承压能力提出了更高的要求。
2、传统的油基钻井液因其优良的封堵和润滑性能，广泛应用于页岩气钻探中，但由于其环保性差、成本高，限制了在大范围内的推广应用。近年来，水基钻井液因其环保性和较低的成本逐渐成为研究热点。然而，水基钻井液在页岩气地层中的应用面临着显著的挑战，尤其是如何有效封堵微纳米级裂缝和孔隙，以防止井壁失稳和钻井液滤失问题，同时确保在复杂地层下的高承压能力。
3、纳米碳酸钙因其粒径小、比表面积大，作为水基钻井液的纳米封堵剂显示出了较好的应用前景。然而，单纯的纳米碳酸钙在水基钻井液中容易团聚，导致分散性差，进而影响封堵效果。为此，通过在纳米碳酸钙表面包覆一层高韧性树脂，可以有效改善其在钻井液中的分散性和稳定性，增强其封堵性能和承压能力。高韧性树脂包覆纳米碳酸钙不仅能够提高纳米封堵剂的机械强度，还可以在高压条件下保持稳定，有效封堵井壁裂缝和孔隙，显著减少钻井液的滤失，增强地层的承压能力，从而提高钻井作业的安全性和效率。
>4、本专利技术提出了一种高韧性树脂包覆纳米碳酸钙的制备方法，并研究了其在水基钻井液中的应用。通过这一方法制备的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙能够在水基钻井液中均匀分散，不仅显著提高其封堵性能，同时大幅度提高钻井液的承压能力，适用于页岩气等非常规天然气资源的高效开发。
技术实现思路
1、本专利专利技术的目的是为了克服单纯的纳米碳酸钙在水基钻井液中容易团聚，分散能力差等的问题，提供高韧性树脂包覆纳米碳酸钙的制备方法及其在水基钻井液中的应用。
2、为了实现上述目的，本专利专利技术第一方面提供高韧性树脂包覆纳米碳酸钙的制备方法，该方法包括：
3、（1）在室温条件下，将碳酸钠溶液保持一定的搅拌速度，将氯化钙溶液在一定的滴加速度条件下加入到碳酸钠溶液后，并持续搅拌一定时间后，采用离心机分离后制得纳米碳酸钙沉淀；
4、（2）将所述纳米碳酸钙沉淀在室温条件下缓慢加入十二烷基磺酸钠溶液中搅拌，再次采用离心法分离改性后的纳米碳酸钙，并用乙醇洗涤2次，得到改性纳米碳酸钙；
5、（3）将所述改性纳米碳酸钙按照一定比例分散在无水乙醇中，加入的树脂单体后，加入引发剂，维持溶液的搅拌速度，并将反应温度升高反应一定时间，得到高韧性树脂包覆的纳米碳酸钙溶液；
6、（4）将所述高韧性树脂包覆的纳米碳酸钙溶液，通过离心分离后，用无水乙醇反复洗涤颗粒3次后，在真空干燥箱中干燥后，得到高韧性树脂包覆纳米碳酸钙纳米封堵剂。
7、本专利专利技术第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙。
8、本专利专利技术第三方面提供前述第二方面所述的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙在水基钻井液中作为纳米封堵剂的应用。
9、通过上述技术方案，本专利专利技术能够获得如下有益效果：
10、（1）由本专利专利技术提供的方法制备的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙，亲水性良好，纳米碳酸钙的初始粒径为20-100纳米；高韧性树脂包覆层的厚度为5-50纳米，在水基钻井液中不易团聚，分散效果好，并且承压能力强，能够在有效封堵页岩地层中的纳米级孔隙，延缓孔隙压力传递，提高地层承压能力；
11、（2）本专利专利技术提供的水基钻井液含有前述高韧性树脂包覆纳米碳酸钙，该水基钻井液流变性能良好，封堵率高，适应性强，可以大幅提高井壁稳定能力，有利于储层保护。
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【技术保护点】
1.一种用于水基钻井液的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙纳米封堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中，所述碳酸钠溶液：氯化钙溶液的重量比为100：（90-130）。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（2）中，所述纳米碳酸钙沉淀：十二烷基磺酸钠溶液的重量比为1：（8-12）；所述十二烷基磺酸钠溶液质量浓度为2%。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（3）中，所述改性纳米碳酸钙：无水乙醇：树脂单体：引发剂的重量比为100：（180-220）：（180-220）：（1-3）。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（3）中：
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米碳酸钙的初始粒径为20-100纳米；所述的高韧性树脂包覆层的厚度为5-50纳米。
8.一种用于水基钻井液的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙纳米封堵剂，其特征在于，所述纳米封堵剂由权利要求1-5任一所述的方法制备而成，具有优异的分散性和封堵性能。p>
9.一种水基钻井液，其特征在于，包含权利要求8所述的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙纳米封堵剂。
10.根据权利要求9所述的水基钻井液，其中，所述水基钻井液包括如下组分：基液100重量份、膨润土7-13重量份、聚合物增粘剂0.6-1.4重量份、降滤失剂3-9重量份、常规封堵剂3-7重量份、润滑剂1-5重量份、抑制剂4-8重量份、pH调节剂1.5-2.5重量份、纳米封堵剂0.5-1.5重量份、加重剂80-300重量份。
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【技术特征摘要】
1.一种用于水基钻井液的高韧性树脂包覆纳米碳酸钙纳米封堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（1）中，所述碳酸钠溶液：氯化钙溶液的重量比为100：（90-130）。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（2）中，所述纳米碳酸钙沉淀：十二烷基磺酸钠溶液的重量比为1：（8-12）；所述十二烷基磺酸钠溶液质量浓度为2%。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（3）中，所述改性纳米碳酸钙：无水乙醇：树脂单体：引发剂的重量比为100：（180-220）：（180-220）：（1-3）。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤（3）中：
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
7.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：白杨，李道雄，罗平亚，谢刚，黄丹超，李文哲，代锋，李霁蒙，李凌琪，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
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