一种磁性纳米封堵剂及其制备方法技术

技术编号:9193674 阅读:210 留言:0更新日期:2013-09-25 22:51
本发明专利技术公开一种钻井液用磁性纳米封堵剂及其制备方法。它的制备过程是将磁性纳米粒子加入分散介质中,接着加入表面修饰分子,混合均匀后,加热反应一定时间,然后过滤、干燥,即得磁性纳米封堵剂。本发明专利技术的优点在于,磁性纳米封堵剂的制备方法简单,工艺成本低,易于工业化生产;所制备的纳米封堵剂,粒径小,能够对微小孔隙、微裂缝地层,特别是泥页岩地层进行有效封堵;纳米封堵剂具有磁场响应性,在钻井过程中,可以对特定地层进行选择性封堵,提高封堵效率。该磁性纳米封堵剂加入钻井液中,可明显提高钻井液的综合性能,用于微小孔隙、微裂缝地层,泥页岩地层的钻井时,取得较好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性纳米封堵剂及其制备方法
本专利技术涉及一种钻井液用磁性纳米封堵剂及其制备方法,属于油气田纳米材料领域。
技术介绍
在钻井过程中,钻井液中的流体、固体颗粒和其它添加剂向地层中漏失,会对地层造成伤害,往往导致井壁不稳等问题。如果是在油气层,还会污染油气储层,甚至堵塞储层孔隙,降低储层渗透率。为了防止钻井液中的流体、固体颗粒和其它添加剂向地层漏失,有效的方法是在钻井液中加入封堵剂,在钻井过程中对井壁岩石的孔隙进行有效封堵,进而降低甚至消除钻井液向地层的漏失。目前,常用的封堵材料,颗粒较大,对孔隙较大的地层能够有效封堵,但对于微小孔隙、微裂缝地层,特别是泥页岩地层,难以实现有效封堵。泥页岩地层是所有地层中孔隙最小的地层,孔径尺寸大约在纳米尺度。因此,要对微孔隙地层,泥页岩地层进行有效封堵,钻井液中必须添加纳米尺寸的封堵剂,提高封堵剂与地层孔径尺寸的配伍性,才能实现高效封堵。本专利技术提出利用表面修饰后的磁性纳米粒子作为封堵剂,加入钻井液中,用于微小孔隙、微裂缝地层,特别是泥页岩地层的封堵,相应研究结果也表明该纳米封堵剂具有良好的封堵性能,能够取得明显的封堵效果。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种对微小孔隙、微裂缝地层,泥页岩地层具有高效封堵性能的磁性纳米封堵剂,本专利技术的另一个目的是提供这种磁性纳米封堵剂的制备方法。为了达到上述目的,本专利技术采用以下的技术方案:本专利技术所述的一种磁性纳米封堵剂的制备工艺方法是,将磁性纳米粒子加入分散介质中,接着加入表面修饰分子,混合均匀后,在40-90℃,反应1-8小时,然后过滤,所得产物在60-80℃干燥4-10小时,即制得磁性纳米封堵剂。本专利技术所述的磁性纳米粒子的粒径在1-100纳米之间,并且具有超顺磁性。本专利技术所述的磁性纳米粒子的通过化学法来制备,优选化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法、热分解法、微乳液法等方法中的一种或几种。本专利技术所述的分散介质选自水或有机溶剂,优选水、丁烷、正己烷、正辛烷、乙醇、异丙醇、丁醇、正辛醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或几种。本专利技术所述的表面修饰分子选自有机小分子或有机高分子化合物,优选十二烷基三甲基溴化铵、四辛基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、油酸钠、油酸、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或几种。本专利技术的优点是:(1)纳米封堵剂制备方法简单,工艺成本低,容易实现工业化生产。(2)纳米粒子的粒径小,可以实现对微小孔隙地层,裂缝发育地层,特别是泥页岩地层的高效封堵,能够有效提高泥页岩地层钻井过程中的井壁稳定性能。(3)纳米粒子具有磁场响应特性,在钻井过程中,通过调控磁场的位置可以选择性对特定地层进行致密封堵,因此既可以降低封堵剂对储层的伤害,又可以减少封堵剂的用量,降低成本。(4)磁性纳米封堵剂具有超顺磁性,加入钻井液后,在没有外界磁场时,几乎没有磁性,因此纳米粒子在流动过程中,所受影响较小,不易团聚,稳定性好。而施加外界磁场后,纳米粒子才会在特定地层聚集,对地层微小孔隙的实现致密封堵,因此该纳米封堵剂的加入对钻井液的性能影响较小,特别是对钻井液的流变性几乎没有影响。具体实施方式下面结合实施例来描述本专利技术的具体实施方式,但本专利技术不只局限于以下实施例。实施例1通过化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米粒子,取4.5克分散于50mL水中,在强烈搅拌下加油酸钠0.8克,升温到60℃,反应4小时,然后将反应体系过滤,产物在70℃干燥6小时,即制得磁性纳米封堵剂。实施例2通过热分解法制备Fe2O3磁性纳米粒子,取6.8克分散于65mL二氯甲烷中,在强烈搅拌下加聚乙二醇1.2克,升温到50℃,反应6小时,然后将反应体系过滤,产物在80℃干燥5小时,即制得磁性纳米封堵剂。实施例3通过化学共沉淀法制备Fe2O3磁性纳米粒子,取5.2克分散于50mL乙醇中,在强烈搅拌下加聚丙烯酸钠1.0克,升温到70℃,反应4小时,然后将反应体系过滤,产物在70℃干燥6小时,即制得磁性纳米封堵剂。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性纳米封堵剂及其制备方法,其特征在于其制备方法是,将磁性纳米粒子加入分散介质中,接着加入表面修饰分子,混合均匀后,在40?90℃,反应1?8小时,然后过滤,产物在60?80℃干燥4?10小时,即制得磁性纳米粒子封堵剂。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用磁性纳米封堵剂的制备方法,其特征在于,将磁性纳米粒子加入分散介质中,接着加入表面修饰分子,混合均匀后,在40-90℃,反应1-8小时,然后过滤,产物在60-80℃干燥4-10小时,即制得磁性纳米封堵剂;所述磁性纳米粒子通过微乳液法、溶胶-凝胶法、水热合成法或者热分解法来制备;所述分散介质选自乙醇、异丙醇、丁醇、正辛醇、丙酮、丁酮、四氢呋喃、丁烷、正己烷、正辛烷...

【专利技术属性】
技术研发人员:武元鹏吴江岳秋地李劭燚林元华张乔周莹谢娟曾德智朱红钧
申请(专利权)人:西南石油大学
类型:发明
国别省市:

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