SiO2聚合物微球及其制备方法与应用以及油基钻井液

本发明涉及堵漏材料，具体而言，涉及一种油基钻井液堵漏材料及其制备方法。

背景技术：

1、随着经济飞速发展，全球原油资源在不断开采中几近枯竭。石油开采已经进入复杂井、超深井钻井阶段，因此，钻井液面临深部地层超高温超高压的挑战，不仅如此，随着前期钻井作业对储层的伤害，储层的非均质、表面水化问题进一步加重，水基钻井液已经无法满足钻井要求，因此，油基钻井液因其优异的润滑性、抗温性、抑制性成为首选。然而，油基钻井液的井壁失稳问题还并未的到很好解决。钻井液在压差下侵入地层导致地层纳微米级裂缝发育，坍塌压力在钻井液不断侵入下升高，最终导致井漏。

2、目前，钻井作业过程中发生井漏问题的现象十分常见，据统计，75％井眼在深井作业过程采用油基钻井液进行开采时发生井漏的概率高达80％，而一次堵漏成功率很低。这主要归因于没有与油基钻井液适配的堵漏材料进行堵漏。而堵漏手段多为提高钻井液密度、采用刚性粒子作为堵漏剂等手段，这些手段只能实现暂堵，一旦地层压力发生变化，很容易发生二次漏失，导致更高的资源损失。而与这些方法相比，采用堵漏剂并利用其化学性质与漏失壁面发生化学作用提高堵漏成功率成为一个行之有效的方法。现如今对于水基钻井液堵漏材料的研究已经十分成熟，而对油基钻井液堵漏材料研究还处于发展阶段，大部分对油基钻井液堵漏及的研究还基于水基钻井液堵漏剂并对其进行改进，这导致研发出的堵漏剂与油基钻井液配伍性较差，导致堵漏效果较差。

3、s io2作为一种多功能性无机材料已经引起多年关注，但由于其表面含丰富硅羟基，表面能较大，会导致其团聚，因此，研究人员对其进行改性以改善其分散性，但仅仅对其改性对其堵漏性能无法起到很好的作用，因此，将s io2的抗温性、刚性这种物理特性与聚合物的弹性、吸水/吸油膨胀性能结合可以为油基钻井液的堵漏开辟一条新道路。

4、因此，提供一种具有良好亲油性并且具有较强承压能力的油基钻井液中的堵漏材料对于油基钻井液的堵漏具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有油基钻井液堵漏材料承压能力较弱，一次堵漏成功率低的问题，提供一种s io2聚合物微球材料的制备方法及其应用以及油基钻井液。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种sio2聚合物微球材料的制备方法，该方法包括:

3、(1)将s io2与硅烷偶联剂在酸性条件下接触进行改性，得到改性sio2。

4、(2)将改性s io2与三种水溶性单体采用反向悬浮聚合方法得到改性

5、s io2聚合物微球材料。

6、本发明第二方面提供由前述第一方面所述的方法制得的sio2聚合物微球材料。

7、本发明第三方面提供前述第二方面所述的sio2聚合物微球材料在油基钻井液作为堵漏剂的应用。

8、本发明第四方面提供一种油基钻井液，该油基钻井液含有前述第二方面所述的sio2聚合物微球材料。

9、通过上述技术方案，本发明能够获得如下有益效果:

10、(1)由本发明提供的方法制备的sio2聚合物微球材料，粒径范围为98-130μm，所述sio2聚合物微球材料具有两亲性，在油、水环境都具备良好的分散性，与油基钻井液中有较好的配伍性，吸水后同时具备刚性及粘弹性，这种性质可以改善油基钻井液的堵漏性能，有效堵住相应孔径的裂缝。

11、(2)本发明提供的油基钻井液含有前述sio2聚合物微球材料，并且加入sio2聚合物微球材料前后不会对对原油基钻井液的流变性能造成很大影响，由于其良好的适应性与堵漏性能对其现场应用铺垫一定基础。

1.一种sio2聚合物微球及其制备方法与应用以及油基钻井液，其特征在于，该方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，乙醇溶液与去离子水的重量比为1:(1-6)，进一步优选为1:(2-4)；

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述改性sio2:液体石蜡:分散剂:交联剂:引发剂:10％nh4cl溶液:15％naoh溶液:水溶性单体重量比为1:(350-620):(18-28):(2-6):(11-30):(2-7):(1-4):(69-119)，进一步优选为1:(450-550):(19-23):(2.8-3.6):(20-28):(3.8-6.6):(2.7-3.8):(91-105)。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(1)中，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种，进一步优选为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，优选地，所述分散剂选自span-20、span-40、span-60、span-80中的一种，进一步优选为span-80；

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述改性过程的条件包括:温度为50-70℃，进一步优选为60℃；洗涤方式采用离心并用乙醇和去离子水洗涤以去除杂质；

7.一种权利要求1-5中任意一项所述的制备方法制得的sio2聚合物微球材料，其中，所述sio2聚合物微球材料的粒径范围为90-153μm。

8.权利要求6所述的sio2聚合物微球材料在油基钻井液中作为堵漏剂的应用。

9.一种油基钻井液，含有权利要求6所述的sio2聚合物微球材料。

10.所述油基钻井液包括如下组分:基油100重量份、主乳化剂10-18重量份、副乳化剂4-10份、润湿剂1-9重量份、有机土2-10重量份，氧化钙5-12重量份、氯化钙水溶液10-30重量份，降滤失剂3-9重量份、加重剂85-105重量份、所述sio2聚合物微球材料4-16重量份；