一种钻井液用改性纳米二氧化硅分散液的制备方法和应用

摘要

本发明提供了一种钻井液用改性纳米二氧化硅分散液的制备方法和应用，属于油田钻井液技术领域。所述改性二氧化硅的制备方法包括：将正硅酸乙酯和低碳醇水溶液混合；将得到的混合液升温至30‑80℃，与酸混合进行反应；将所述第一反应液进行两次滴加酸进行反应；将得到的第三反应液与表面活性剂溶液、硅烷偶联剂混合进行反应，得到改性纳米二氧化硅分散液。采用本发明提供的方法制备得到的改性纳米二氧化硅分散液，形状规则，粒度与页岩孔隙尺寸匹配。同时具有较好的分散性，能够有效地降低土浆的塑性粘度和动切力，改善高固相钻井液的流变性和滤失量，从而使高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性成为可能。

权利要求

1.一种钻井液用改性纳米二氧化硅分散液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将正硅酸乙酯和低碳醇水溶液以50-120 g：100-200 mL的质量体积比混合，得到混合液；

所述低碳醇水溶液中低碳醇与水的质量比为1.2-3:1；

2）将所述步骤1）的混合液升温至30-80℃，与质量分数为10%-30%的酸溶液混合，在30-

80℃反应5-20 min，得到第一反应液；

所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-50 mL:100-200 mL；

3）在所述步骤2）的第一反应液中进行第一次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应3-6 h，得到第二反应液；

所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL；

4）在所述步骤3）的第二反应液中进行第二次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应2-4 h，得到第三反应液；

所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL；

5）将所述步骤4）的第三反应液与表面活性剂溶液混合，用碱溶液调节pH值至7-11，滴加硅烷偶联剂，滴加完成后在室温下搅拌6-12 h，得到改性纳米二氧化硅分散液；

所述表面活性剂溶液中表面活性剂与水的质量体积比为0.2-1 g:15 mL；

所述第三反应液与表面活性剂的质量比为10 g:0.2-1 g；

所述硅烷偶联剂与第三反应液的质量比为0.4-2.0 g:10 g；

所述步骤5）中表面活性剂为聚氧乙烯月桂醇醚；

所述步骤1）中低碳醇水溶液中低碳醇为乙醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2）-4）中酸溶液为醋酸、硫酸和盐酸溶液中的一种或几种，所述步骤5）中碱溶液为氢氧化钠溶液。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3）和4）中滴加的速度为

0.11-0.30 mL/min。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中搅拌的速度为1000-

3000 r/min。

说明书

一种钻井液用改性纳米二氧化硅分散液的制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明属于油田钻井液技术领域，具体涉及一种钻井液用改性纳米二氧化硅分散液的制备方法和应用。

背景技术

[0002] 随着非常规油气资源的开发，页岩油气储层水平井的井壁稳定问题成为当前研究的热点之一。页岩储层的孔隙分布最小达到纳米量级，国外研究表明硬脆性泥页岩样品主体孔径在550 nm范围内，且纳米孔隙对渗透率的贡献最大。目前钻井液领域常用封堵材料的尺寸都处于微米级，对于纳米尺寸的孔隙不能有效封堵。只有纳米粒子可以从内部至外部逐渐堵塞孔隙，降低渗透率，减少侵入地层的水量，提高井壁稳定性。加入纳米二氧化硅后可以有效降低页岩地层的渗透率，阻缓压力传递。因此，纳米二氧化硅是国内外页岩气钻井液领域研究的热点之一。

[0003] 目前商业化的固体纳米二氧化硅存在价格昂贵、分散性差，容易团聚等问题，且比较蓬松，加料时容易飘散；而在纳米二氧化硅分散液中为了提高稳定性通常会加入分散剂和增粘剂，影响钻井液性能，而且遇到盐后也容易团聚。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种钻井液用改性纳米二氧化硅分散液的制备方法和应用，使制备得到的改性纳米二氧化硅分散液，粒度与页岩孔隙尺寸匹配，有利于对泥页岩地层进行有效封堵。同时制备得到的改性纳米二氧化硅分散液具有较好的分散性，能够有效地降低土浆的塑性粘度和动切力，改善高固相钻井液的流变性和滤失量，从而使高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性成为可能。

[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：

[0006] 本发明提供了一种改性纳米二氧化硅分散液的制备方法，包括如下步骤：

[0007] 1）将正硅酸乙酯和低碳醇水溶液以50-120 g：100-200 mL的质量体积比混合，得到混合液；

[0008] 所述低碳醇水溶液中低碳醇与水的质量比为1.2-3:1；

[0009] 2）将所述步骤1）的混合液升温至30-80℃，与质量分数为10%-30%的酸溶液混合，在30-80℃反应5-20 min，得到第一反应液；

[0010] 所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-50 mL:100-200 mL；

[0011] 3）在所述步骤2）的第一反应液中进行第一次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应3-6 h，得到第二反应液；

[0012] 所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL；

[0013] 4）在所述步骤3）的第二反应液中进行第二次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应2-4 h，得到第三反应液；

[0014] 所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL；

[0015] 5）将所述步骤4）的第三反应液与表面活性剂溶液混合，用碱溶液调节pH值至7-11，滴加硅烷偶联剂，滴加完成后在室温下搅拌6-12 h，得到改性纳米二氧化硅分散液；

[0016] 所述表面活性剂溶液中表面活性剂与水的质量体积比为0.2-1 g:15 mL；

[0017] 所述第三反应液与表面活性剂的质量比为10 g:0.2-1 g；

[0018] 所述硅烷偶联剂与第三反应液的质量比为0.4-2.0 g:10 g。

[0019] 优选的，所述步骤1）中低碳醇水溶液中低碳醇为乙醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种。

[0020] 优选的，所述步骤2）-4）中酸溶液为醋酸、硫酸和盐酸溶液中的一种或几种；所述步骤5）中碱溶液为氢氧化钠溶液。

[0021] 优选的，所述步骤3）和4）中滴加的速度为0.11-0.30 mL/min。

[0022] 优选的，所述步骤5）中表面活性剂为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯月桂醇醚和吐温20中的一种或几种。

[0023] 优选的，所述步骤5）中硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷中的一种或几种。

[0024] 优选的，所述步骤5）中搅拌的速度为1000-3000 r/min。

[0025] 本发明提供了一种上述方案所述方法制备得到的改性纳米二氧化硅分散液。

[0026] 优选的，所述改性纳米二氧化硅分散液的粒径为10-100 nm。

[0027] 本发明还提供了一种上述方案所述的改性纳米二氧化硅分散液在钻井液中的应用。

[0028] 本发明提供了一种改性纳米二氧化硅分散液及其制备方法和应用。本发明提供的方法工艺简单易操作，且得到的改性纳米二氧化硅分散液，形状规则，粒度与页岩孔隙尺寸匹配。实施例结果表明：本发明制备得到的改性纳米二氧化硅分散液形状为比较规则的圆形，粒度在10-100 nm范围内，与页岩孔隙尺寸匹配，有利于对泥页岩地层进行有效封堵。

[0029] 同时，本发明制备得到的改性纳米二氧化硅分散液具有较好的分散性，在钻井液中分散均匀，很好的解决了纳米二氧化硅颗粒难以分散，易团聚，颗粒轻，现场加料难等问题，起到了良好的效果。

[0030] 同时，本发明制备得到的纳米二氧化硅能够有效地降低土浆的塑性粘度和动切力。改善高固相钻井液的流变性和滤失量，从而使高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性成为可能，解决了长久以来高密度钻井液流变性与滤失造壁性难以兼顾的难题。

附图说明

[0031] 图1为使用激光粒度仪测试改性纳米二氧化硅分散液的粒度结果图；

[0032] 图2为采用S-480型冷场发射扫描电子显微镜观察改性纳米二氧化硅分散液的形状结果图。

具体实施方式

[0033] 本发明提供了一种改性纳米二氧化硅分散液的制备方法，包括如下步骤：

[0034] 1）将正硅酸乙酯和低碳醇水溶液以50-120 g：100-200 mL的质量体积比混合，得到混合液；

[0035] 所述低碳醇水溶液中低碳醇与水的质量比为1.2-3:1；

[0036] 2）将所述步骤1）的混合液升温至30-80℃，与质量分数为10%-30%的酸溶液混合，在30-80℃反应5-20 min，得到第一反应液；

[0037] 所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-50 mL:100-200 mL；

[0038] 3）在所述步骤2）的第一反应液中进行第一次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应3-6 h，得到第二反应液；

[0039] 所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL；

[0040] 4）在所述步骤3）的第二反应液中进行第二次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应2-4 h，得到第三反应液；

[0041] 所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL；

[0042] 5）将所述步骤4）的第三反应液与表面活性剂溶液混合，用碱溶液调节pH值至7-11，滴加硅烷偶联剂，滴加完成后在室温下搅拌6-12 h，得到改性纳米二氧化硅分散液；

[0043] 所述表面活性剂溶液中表面活性剂与水的质量体积比为0.2-1 g:15 mL；

[0044] 所述第三反应液与表面活性剂的质量比为10 g:0.2-1 g；

[0045] 所述硅烷偶联剂与第三反应液的质量比为0.4-2.0 g:10 g。

[0046] 本发明将正硅酸乙酯和低碳醇水溶液以50-120 g：100-200 mL的质量体积比混合，得到混合液。

[0047] 在本发明中，所述正硅酸乙酯和低碳醇水溶液的质量体积比为50-120 g：100-200 mL，优选为60-100 g：120-180 mL，更优选为80 g：140mL。在本发明中，所述低碳醇水溶液中低碳醇和水的质量比为1.2-3：1，优选为2:1。在本发明中，所述低碳醇水溶液中低碳醇优选为乙醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或几种，更优选为乙二醇。本发明对所述正硅酸乙酯和低碳醇的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。在本发明中，制备低碳醇水溶液用水优选为去离子水。

[0048] 得到混合液后，本发明将所述混合液升温至30-80℃，与质量分数为10%-30%的酸溶液混合，在30-80℃反应5-20 min，得到第一反应液。

[0049] 在本发明中，所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-50 mL:100-200 mL，优选为30-45 mL：120-180 mL，更优选为40 mL：160 mL。在本发明中，所述酸溶液优选为质量分数为20%的酸溶液。在本发明中，所述酸溶液优选为醋酸、硫酸和盐酸溶液中的一种或几种，更优选为盐酸溶液。在本发明中，所述反应的时间为5-20 min，优选为15 min；所述反应的温度为30-80℃，优选为60℃。

[0050] 得到第一反应液后，本发明在所述第一反应液中进行第一次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应3-6 h，得到第二反应液。

[0051] 在本发明中，所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL，优选为30-50 mL:120-160 mL，更优选为40 mL:140 mL。所述酸溶液优选为醋酸、硫酸和盐酸溶液中的一种或几种，更优选为盐酸溶液。在本发明中，所述酸溶液优选为质量分数为20%的酸溶液。在本发明中，所述滴加的速度优选为 0.11-0.30mL/min，更优选为0.20 mL/min。在本发明中，所述反应的时间为3-6 h，优选为4 h；所述反应的温度为30-80℃，优选为60℃。

[0052] 得到第二反应液后，本发明在所述第二反应液中进行第二次滴加质量分数为10%-30%的酸溶液，滴加完成后在30-80℃反应2-4 h，得到第三反应液。

[0053] 在本发明中，所述酸溶液与低碳醇水溶液的体积比为20-60 mL:100-200 mL，优选为25-40 mL:120-180 mL，更优选为30 mL:160 mL。在本发明中，所述酸溶液优选为醋酸、硫酸和盐酸溶液中的一种或几种，更优选为盐酸溶液；在本发明中，所述酸溶液的浓度优选为20%。在本发明中，所述滴加的速度优选为0.11-0.30 mL/min，更优选为0.20 mL/min。在本发明中，所述反应的时间为2-4 h，优选为3 h；所述反应的温度为30-80℃，优选为60℃。

[0054] 在本发明中，进行第一次、第二次滴加酸溶液时优选采用恒压滴液漏斗进行滴加。本发明对所述酸溶液和恒压滴液漏斗的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。

[0055] 得到第三反应液后，本发明将所述第三反应液与表面活性剂溶液混合，用碱溶液调节pH值至7-11，滴加硅烷偶联剂，滴加完成后在室温下搅拌6-12 h，得到改性纳米二氧化硅分散液。

[0056] 在本发明中，所述表面活性剂溶液中表面活性剂与水的质量体积比为0.2-1 g:15 mL；优选为0.6 g:15 mL。在本发明中，所述表面活性剂优选为十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯月桂醇醚和吐温20中的一种或几种，更优选为聚氧乙烯月桂醇醚。在本发明中，所述第三反应液与表面活性剂的质量比为10 g:0.2-1 g；优选为10 g:0.4 g。在本发明中，所述调节pH值用碱溶液优选为质量分数为5-20%的氢氧化钠溶液。在本发明中，所述调节pH值时优选在磁力搅拌的条件下进行。在本发明中，所述硅烷偶联剂与第三反应液的质量比为0.4-2.0 g:10 g。在本发明中，所述硅烷偶联剂优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三（β-甲氧乙氧基）硅烷中的一种或几种，更优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。在本发明中，所述滴加的速度优选为0.002-0.003 mL/min，更优选为0.0025 mL/min。

[0057] 在本发明中，所述搅拌的时间为6-12 h，优选为8 h；所述搅拌的速度优选为1000-3000r/min，更优选为2500 r/min。

[0058] 在本发明中，通过控制原料的加入量和速度，可以实现对粒度的控制，通过滴加硅烷偶联剂增加粒子的表面电荷，添加非离子表面活性剂后使粒子表面形成包覆层产生空间位阻，有利于提高分散体系的稳定性，从而使制备得到的改性纳米二氧化硅分散液形状规则，粒度与页岩孔隙尺寸匹配，且分散性好。

[0059] 本发明提供了一种上述方案所述方法制备得到的改性纳米二氧化硅分散液。在本发明中，所述改性纳米二氧化硅分散液的粒径优选为10-100 nm。

[0060] 本发明提供了一种上述方案所述的改性纳米二氧化硅分散液在钻井液中的应用。

[0061] 下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0062] 实施例1

[0063] 在500 mL三口烧瓶中加入50 g正硅酸乙酯（TEOS），加入200 mL乙醇水溶液（乙醇和去离子水的质量比为2:1），搅拌均匀得到混合液。将得到的混合液升温至60℃，加入20 mL质量分数为20%的盐酸溶液，在60℃反应20 min，得到第一反应液。使用恒压滴液漏斗在得到的第一反应液中以0.15 mL/min的速度滴加20 mL质量分数为10%的盐酸溶液，滴加完成后在60℃反应6 h，得到第二反应液。使用恒压滴液漏斗在第二反应液中以0.15 mL/min的速度滴加20 mL质量分数为20%的盐酸溶液，滴加完成后在60℃反应3 h，得到第三反应液（第三反应液为淡蓝色透明液体）。

[0064] 称取0.2 g聚氧乙烯月桂醇醚于100 mL锥形瓶中，用15 g水溶解，得到聚氧乙烯月桂醇醚溶液。在制备得到的聚氧乙烯月桂醇醚溶液中加入10 g 第三反应液，在磁力搅拌下用碱液调节pH值至9后，以0.0025 mL/min的速度滴加0.4 g γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在室温下以3000 r/min的转速搅拌8 h，制得改性纳米二氧化硅分散液。

[0065] 实施例2

[0066] 在500 mL三口烧瓶中加入80 g正硅酸乙酯（TEOS），加入100 mL乙醇水溶液（无水乙醇和去离子水的质量比为2:1），搅拌均匀得到混合液。将得到的混合液升温至80℃，加入20 mL质量分数为30%的硫酸，在80℃反应15 min，得到第一反应液。使用恒压滴液漏斗在得到的第一反应液中以0.20 mL/min的速度滴加30 mL质量分数为30%的硫酸，滴加完成后在
80℃反应4 h，得到第二反应液。使用恒压滴液漏斗在第二反应液中以0.20 mL/min的速度滴加30 mL质量分数为20%的硫酸，滴加完成后在80℃反应2 h，得到第三反应液（第三反应液为淡蓝色透明液体）。

[0067] 称取0.4 g聚氧乙烯月桂醇醚于100 mL锥形瓶中，用15 g水溶解，得到聚氧乙烯月桂醇醚溶液。在制备得到的聚氧乙烯月桂醇醚溶液中加入10 g 第三反应液，在磁力搅拌下用碱液调节pH值至10后，以0.003 mL/min的速度滴加0.4 g乙烯基三乙氧基硅烷，在室温下以3000 r/min的转速搅拌12 h，制得改性纳米二氧化硅分散液。

[0068] 实施例3

[0069] 在500 mL三口烧瓶中加入100 g正硅酸乙酯（TEOS），加入150 mL乙醇水溶液（无水乙醇和去离子水的质量比为2:1），搅拌均匀得到混合液。将得到的混合液升温至40℃，加入30 mL质量分数为20%的盐酸，在40℃反应5 min，得到第一反应液。使用恒压滴液漏斗在得到的第一反应液中以0.25 mL/min的速度滴加20 mL质量分数为20%的盐酸，滴加完成后在
40℃反应4 h，得到第二反应液。使用恒压滴液漏斗在第二反应液中以0.25 mL/min的速度滴加40 mL质量分数为30%的盐酸，滴加完成后在40℃反应4 h，得到第三反应液（第三反应液为淡蓝色透明液体）。

[0070] 称取0.6 g十二烷基硫酸钠于100 mL锥形瓶中，用15 g水溶解，得到十二烷基硫酸钠溶液。在制备得到的十二烷基硫酸钠溶液中加入10 g 第三反应液，在磁力搅拌下用碱液调节pH值至8后，以0.002 mL/min的速度滴加0.4 g γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在室温下以3000 r/min的转速搅拌10 h，制得改性纳米二氧化硅分散液。

[0071] 实施例4

[0072] 对实施例1制备得到的改性纳米二氧化硅分散液性能进行评价

[0073] 1.粒度分析

[0074] 使用激光粒度仪（horiba lb-550型）测试改性纳米二氧化硅分散液的粒度，具体结果如图1所示。

[0075] 由图1可以看出，本发明制备得到的改性纳米二氧化硅分散液的粒径范围大约为10-100 nm，粒径中值D50为40.0 nm，结果表明：本发明制备得到的改性纳米二氧化硅分散液与页岩孔隙尺寸匹配，有利于对泥页岩地层进行有效封堵。

[0076] 采用S-480型冷场发射扫描电子显微镜观察改性纳米二氧化硅分散液的形状，具体结果如图2所示。

[0077] 由图2可以看出，本发明制备得到的改性纳米二氧化硅分散液为形状比较规则的球形。

[0078] 2. 改性纳米二氧化硅分散液对8%现场土浆的影响

[0079] 8%现场土浆的配制：量取350 mL蒸馏水，加入28 g钙基膨润土，2 g碳酸钠，以11000 r/min的转速搅拌20 min，室温下放置密闭容器中养护24 h作为基浆。按质量体积比计，在基浆中加入5%的改性纳米二氧化硅分散液，以11000 r/min的转速搅拌20 min，得到加样浆。将基浆和加样浆分别在滚子炉中以150℃老化16 h后，用ZNN−D6型六速旋转黏度计测流变性，具体结果如表1所示。

[0080] 表1改性纳米二氧化硅分散液对低密度浆流变性的影响

[0081]

[0082] 注：AV-表观粘度；PV-塑性粘度；YP-动切力。

[0083] 由表1可以看出，在土浆中添加5%的改性纳米二氧化硅分散液，塑性粘度降低3 mPa·s，动切力降低0.51 mPa·s。实验结果表明：本发明制备得到的纳米二氧化硅能够有效地降低土浆的塑性粘度和动切力。

[0084] 3.改性纳米二氧化硅分散液对高固相加重浆的影响及与商业化纳米二氧化硅的对比

[0085] 高密度钻井液的一个技术难点在于流变性与滤失造壁性的统筹兼顾，这是由于重晶石颗粒较粗，如果没有充足的土颗粒填充，滤失量难以控制；然而大量的土颗粒会导致流变性恶化，尤其是高温团聚发生时，有可能导致钻井液失去流动性。根据上述实验中改性纳米二氧化硅分散液的特性，测试了改性纳米二氧化硅分散液对高固相加重浆的影响。测试方法为：使用标准的钻井液用渤钻钠土（渤钻钠土的购买厂家为渤海钻探）配制8%土浆，并使用优质重晶石（ρ=4.2 g·cm-3）加重至1.5 g·cm-3。在上述基浆中分别加入商业化的纳米氧化硅分散液(C-n-SiO2)和改性纳米二氧化硅分散液，室温下流动性均比较好， 150℃高温老化后，测试流变性，具体结果如表2所示。

[0086] 表2 C-n-SiO2与改性纳米二氧化硅分散液对高固相加重浆的影响

[0087]

[0088] 注：AV-表观粘度；PV-塑性粘度；YP-动切力。

[0089] 由表2可以看出，C-n-SiO2的加入使粘度和切力增加，可能是由于未改性的纳米二氧化硅活性基团较多，而且分散不均匀导致颗粒较大，与土相反应后起到了交联的作用。而改性纳米二氧化硅分散液大幅度降低了高固相体系的粘度和切力，说明在改性纳米二氧化硅分散液的作用下，可以在高密度钻井液中加入大量的土颗粒进行填充封堵，从而使高密度钻井液兼顾流变性与滤失造壁性成为可能。

[0090] 4.改性纳米二氧化硅分散液在高密度钻井液体系中的作用

[0091] 使用改性纳米二氧化硅分散液配制了密度2.2 g·cm-3、抗温200℃的高固相钻井液体系（具体配方为：以水为基数，加入1.5%土+0.1%Na2CO3+5%褐煤树脂SPNH+5%酚醛树脂SMP-3+1.5%磺酸盐共聚物DSP-1+3%高酸溶磺化沥青FF-1+5%聚合醇polyol+5%纳米二氧化硅分散液+30%NaCl+2%CaCO（3 4000目），用BaSO4加重至ρ=2.2g/cm3），并测试了其性能，具体结果如表3所示。

[0092] 表3 改性纳米二氧化硅分散液在高密度钻井液体系中的作用

[0093]

[0094] 注：YP-动切力；FLAPI为泥浆失水量；FLHTHP为高温高压状态下钻井液滤失量；“-”是超出仪器量程，无法读值。

[0095] 由表3可以看出，不加改性纳米二氧化硅分散液时600 转超出读值范围，且老化后3 转读数过大，加入改性纳米二氧化硅分散液能够大幅度降低高密度钻井液的粘度，尤其是低剪切速率粘度，而且纳米颗粒参与构成泥饼可以提高泥饼质量，起到降低高温高压滤失量的作用，解决了长久以来高密度钻井液流变性与滤失造壁性难以兼顾的难题。

[0096] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。