權(quán)利要求書： 1.一種納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于包括如下質(zhì)量百分比的組分：陽離子納米纖維素28 30%、分散劑6 8%、納米碳酸鈣48 49%、硬脂酸鹽~ ~ ~

15 16%;所述陽離子納米纖維素按照下列方法制備：1）甘蔗渣的預(yù)處理：（1）將甘蔗渣中~所有糖分榨出后，用去離子水清洗干凈烘干；（2）將干燥好的甘蔗渣粉碎至800目 1000目；~

2）陽離子納米纖維懸浮液的制備：（1）將300 400g的98%硫酸倒入到容器中，用離子水將硫~酸稀釋至５０－６０wt%為止；（2）將120 160g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到加熱容器中，邊攪拌邊~加入（1）中的硫酸，加完后，溫度升高至40 50℃后快速攪拌；（3）加入120 150g高碘酸鈉，避~ ~光條件下反應(yīng)3?5h，隨后加入乙二醇，攪拌、反應(yīng)，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將加熱容器溫度提高至５５－６５℃，加入三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)；加入20 30g季銨鹽陽離子~表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)；（4）將上述分散體系轉(zhuǎn)入到另外容器中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；（5）將上述分散體系離心、沉淀，至上層清液澄清，體系pH3 4為止；（6）將上述的分散~體系在去離子水中透析、濃縮至濃度為30%為止，體系pH6 8，轉(zhuǎn)入到密封容器中密封，即可~得到陽離子納米纖維懸浮液。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于：所述分散劑為二辛基磺化琥珀酸鈉、三辛基磺化琥珀酸鈉、二辛基磺化丁二酸鈉中的一種或幾種組合；所述硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鈉、硬脂酸鋅、硬脂酸鉀中的一種或幾種組合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于：所述甘蔗渣屬于糖蔗榨汁之后的殘?jiān)?；所述季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨中的一種或幾種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于所述陽離子納米纖維懸浮液按照下列方法制備：

1）甘蔗渣的預(yù)處理：（1）將甘蔗渣用去離子水清洗干凈，晾干，用壓榨機(jī)壓制，連續(xù)數(shù)次，將其中所有糖分榨出后，用去離子水清洗干凈，放入到烘箱中，在80℃±5℃條件下干燥

5h，取出；（2）用粉碎機(jī)將干燥好的甘蔗渣粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩檢驗(yàn)，粉碎至800目 1000目待~用；

2）陽離子納米纖維懸浮液的制備：（1）將300 400g的98%硫酸倒入到1000mL燒杯中，緩~慢滴加去離子水，邊滴加，邊用玻璃棒輕輕攪拌，直至將硫酸稀釋至64wt%為止；（2）將120~

160g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底燒瓶中，緩慢加入（1）中的64wt%硫酸，以

100rpm低速攪拌40 60min，加完后，溫度升高至40 50℃，將攪拌速度增加至2000rpm，攪拌1~ ~

3h；（3）加入120 150g高碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)3?5h，隨后加入6mL乙二醇，攪拌速度~ ~

1000rpm，繼續(xù)反應(yīng)1?2h，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將反應(yīng)器溫度提高至60℃，加入30?50g三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)4h；加入20 30g季銨鹽陽離子表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)~

1 2h；（4）將上述分散體系轉(zhuǎn)入到2000mL塑料杯中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；（5）將~上述分散體系分批轉(zhuǎn)至離心機(jī)中，在10000rpm下離心20min，沉淀，將上層清液倒出，加入去離子水，再次高速離心，直至上層清液澄清為止，經(jīng)多次離心，直至體系pH3 4為止；（6）將~上述的分散體系分批通過孔徑20nm的再生纖維素透析袋在去離子水中透析，透析時(shí)間6 9~天，直至體系pH6 8為止，將透析袋中分散體系低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至濃度為30%為止，轉(zhuǎn)入到~密封瓶中密封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液。

5.根據(jù)權(quán)利要求４所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于所述納米碳酸鈣按照下列方法制備：（1）在加熱容器中加入500mL去離子水，在80℃條件下，逐漸加入100 300g氧化鈣，攪拌、反應(yīng)生成石灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化；（2）將~溫度調(diào)至４５－５５℃，通入CO2攪拌，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；（3）停止通入CO2，將溫度升至６５－７０℃，加入20 50g表面活性劑繼續(xù)攪拌；（4）把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離子水和乙~醇壓濾洗滌，經(jīng)干燥粉碎，過800 1000目篩得到納米碳酸鈣。

~

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于：所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十二烷基二甲皋芐基溴化銨、脂肪醇聚氧乙烯醚中一種或幾組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，其特征在于所述納米碳酸鈣按照下列方法制備：（1）在1000mL三口燒瓶中加入500mL去離子水，在80℃條件下，逐漸加入100 300g氧化鈣，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌，反應(yīng)時(shí)間30 60min，生成石~ ~灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化4h；（2）將溫度調(diào)至50℃，以0.2m3/h的速度通入CO2，攪拌速度為300rpm，用酸度計(jì)監(jiān)測反應(yīng)體系的pH，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；（3）停止通入CO2，將溫度升至70℃，加入20 50g表面活性劑，以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1 2h；（4）把反應(yīng)后的納米碳~ ~酸鈣用去離子水和乙醇壓濾洗滌三遍，經(jīng)干燥粉碎，過800 1000目篩得到納米碳酸鈣。

~

8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑的制備方法，其特征在于：（1）在高壓均質(zhì)器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液300 500g，在高轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)化1 2h，加入20 40g分散劑，在低轉(zhuǎn)速條件下均~ ~ ~質(zhì)化1５－２５min；（2）在上述的均質(zhì)器中緩慢加入150 250g納米碳酸鈣，在高轉(zhuǎn)速條件下均~質(zhì)化2 3h；（3）將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至５５－６５℃，緩慢加入50 80g硬脂酸鹽，在高~ ~轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)化1 2h；（4）將上述產(chǎn)物在80±5℃烘干，并粉碎至800 1000目，即可得到納~ ~米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑的制備方法，其特征在于：（1）在高壓均質(zhì)器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液300 500g，在20000rpm條件下均質(zhì)化1 2h，加入20 40g分散劑，在500rpm條件下均質(zhì)~ ~ ~化20min；（2）在上述的均質(zhì)器中緩慢加入150 250g納米碳酸鈣，在20000rpm條件下均質(zhì)化2~

3h；（3）將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至60℃，緩慢加入50 80g硬脂酸鹽，在20000rpm條件~ ~下均質(zhì)化1 2h；（4）將上述產(chǎn)物置于烘箱中，在80±5℃烘干，并用粉碎機(jī)將干燥好的產(chǎn)物粉~碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩分，粉碎至800 1000目，即可得到納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井~液用抗高溫增粘劑。

說明書： 納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種鉆井液用的增粘劑，具體說在鉆井過程中需要鉆井液具有一定粘度，將鉆屑懸浮和攜帶出地面。背景技術(shù)[0002] 近年來，隨著石油勘探開發(fā)開始轉(zhuǎn)向深部地層及復(fù)雜地層，普遍遇到了高溫問題，在高溫條件下，鉆井液中的黏土、處理劑都受到了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，目前常用黏土在150℃條件下開始去水化，大多數(shù)處理劑在180℃溫度下開始降解失效。增粘劑也存在這種問題，這是一種鉆井液常用處理劑，不但具有增粘作用，還具有一定的調(diào)整鉆井液切力、粘彈性和泥餅質(zhì)量等作用。[0003] 目前，國內(nèi)外的抗高溫處理劑較多，國外如Dristemp、HE等系列，國內(nèi)如黃原膠、PAC、80A51等，這些增粘劑的抗溫能力較差，只能用在低于120℃以下環(huán)境。目前，主要的抗高溫增粘劑，大多數(shù)是多元共聚合物，采用在聚合物分子中引入大體積側(cè)基、磺酸基團(tuán)、疏水單體、微交聯(lián)等方法，提高鉆井液的抗溫性。王棟等（無固相鉆井液抗高溫增粘劑WTZN的研究與應(yīng)用，特種油氣藏，2005,12(2)）從兩種乙烯單體出發(fā)，加入引發(fā)劑，合成出抗高溫增粘劑WTZN，在甲酸鹽中的表觀粘度可增加至30mPa.s，抗溫至150℃。張維龍（CN201010593450.8）采用淀粉、瓜爾膠、堿性氫氧化物、環(huán)氧化物、醇類，研制了一種抗高溫增粘劑，4.0%海水溶液的表觀粘度可達(dá)到52mPa.s，130℃/16h老化后，其粘度變化不大。閆麗麗等人（新型抗高溫抗鹽鉆井液增黏劑PADA的制備與性能，石油學(xué)報(bào)（石油加工），2013,

29(3)）采用反相微乳方法制備了AMPS?DMAM?AN三元共聚物(PADA)增粘劑，加量為0.5%時(shí)，表觀粘度從3.0mPa.s增加至32.0mPa.s，經(jīng)過150℃/16h老化后，其粘度變化不大。邱正松等人（抗高溫鉆井液增黏劑的研制及應(yīng)用，石油學(xué)報(bào)，2015,36(1)）以N?乙烯基已內(nèi)酰胺為溫敏性單體，對苯乙烯磺酸鈉為親水性單體，N,N?亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，采用自由基膠束乳液聚合法研制出了抗高溫增粘劑SDTP，220℃/16h老化后，加入了SDTP的鹽水基漿的表觀粘度保持率超過95%。2017年，張洋（抗高溫反相乳液增黏劑DZ?1的研究與應(yīng)用，鉆井液與完井液，2017,34(3)）采用反相乳液聚合法，研制了AMPS?DMAM?NP三元共聚物抗高溫增粘劑DZ?1，在鹽水漿中，2.0%加量條件下，表觀粘度從8.0mPa.s增加至32.0mPa.s，經(jīng)過220℃/16h老化后，其粘度還能保持在20.0mPa.s。最近，張縣民等人（無土相水基鉆井液超分子增黏提切劑的研制，特種油氣藏，2017,24(2)）采用AM/AMPS/DAC/S四種單體，采用K2S2O8和NaHSO3復(fù)合引發(fā)劑引發(fā)，再加入一定量的CTAB，合成出陽離子四元共聚物CZN，這種聚合物具有一定的剪切稀釋性?？到s（CN201711124308.7），以AM、AMPS、N?乙烯基己內(nèi)酰胺和二乙烯苯為原料，通過水溶液聚合制備出抗高溫增粘劑，加入鉆井液中，表觀粘度可從

23.5mPa.s增加至38.5mPa.s，且隨著老化溫度提高至240℃，其粘度僅略有降至。綜上，目前所有的抗高溫增粘劑都是三元或者四元共聚物，但這些共聚物的共同特點(diǎn)是具有較好的增粘作用，抗溫抗鹽效果較好，所用單體或反應(yīng)溶劑對環(huán)境都有一定的影響，降解作用差，鉆井液廢棄物難以處理。因此，急需尋找一種新型材料，開發(fā)出環(huán)?？垢邷卦稣硠?。

[0004] 納米纖維是一種新型的纖維材料，主要來源于木材、植物、海洋生物、海藻以及細(xì)菌等。納米纖維一般采用熔噴、靜電紡絲與雙組份紡絲工藝來制備納米纖維。網(wǎng)絡(luò)狀納米纖維素具有纖細(xì)纖維，且尺寸也達(dá)到了納米級，與其他材料的親和能力大大加強(qiáng)，其具有一定的剪切稀釋性和觸變性。納米纖維在石油行業(yè)還沒有開展正式應(yīng)用。最近，人們還開始研究纖維素納米晶在鉆井液中的應(yīng)用，王建全等人（CN201610274343.6）采用納米纖維素晶須和其他纖維素組合，形成了一種鉆井液降濾失劑。但這種降濾失劑并沒有涉及到納米纖維素晶須的酸解和透析，沒有涉及到甘蔗方法制備納米纖維的方法，沒有涉及到自身的增粘作用，同時(shí)也沒有涉及到與納米碳酸鈣形成復(fù)合物后的提粘作用。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的是為了解決當(dāng)前鉆井液中常用抗高溫增粘劑難以降解，存在較大環(huán)保隱患的問題，提出一種納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑及制備方法。該發(fā)明采用納米纖維和納米碳酸鈣相結(jié)合的方法，在提高鉆井液粘度的同時(shí)，降低對環(huán)境的影響。[0006] 本發(fā)明采用技術(shù)方案如下：[0007] 一種納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，包括如下質(zhì)量百分比的組分：陽離子納米纖維素28 30%、分散劑6 8%、納米碳酸鈣48 49%、硬脂酸鹽15 16%。~ ~ ~ ~

[0008] 所述分散劑為二辛基磺化琥珀酸鈉、三辛基磺化琥珀酸鈉、二辛基磺化丁二酸鈉中的一種或幾種組合；所述硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鈉、硬脂酸鋅、硬脂酸鉀中的一種或幾種組合。[0009] 所述陽離子納米纖維素按照下列方法制備：[0010] 1）甘蔗渣的預(yù)處理：（1）將甘蔗渣中所有糖分榨出后，用去離子水清洗干凈烘干；（2）將干燥好的甘蔗渣粉碎至800目 1000目；

~

[0011] 2）陽離子納米纖維懸浮液的制備：（1）將300 400g的98%硫酸倒入到容器中，用離~子水將硫酸稀釋至５０－６０wt%為止；（2）將120 160g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到加熱容器中，~

邊攪拌邊加入（1）中的硫酸，加完后，溫度升高至40 50℃后快速攪拌；（3）加入120 150g高~ ~

碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)3?5h，隨后加入乙二醇，攪拌、反應(yīng)，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將加熱容器溫度提高至５５－６５℃，加入三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)；加入20 30g季~

銨鹽陽離子表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)；（4）將上述分散體系轉(zhuǎn)入到另外容器中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；（5）將上述分散體系離心、沉淀，至上層清液澄清，體系pH3 4為止；（6）~

將上述的分散體系在去離子水中透析、濃縮至濃度為30%為止，體系pH6 8，轉(zhuǎn)入到密封容器~

中密封，即可得到陽離子納米纖維懸浮液。

[0012] 其中所述甘蔗渣屬于糖蔗榨汁之后的殘?jiān)?；所述季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨中的一種或幾種組合。[0013] 進(jìn)一步所述陽離子納米纖維懸浮液按照下列方法制備：[0014] 1）甘蔗渣的預(yù)處理：（1）將甘蔗渣用去離子水清洗干凈，晾干，用壓榨機(jī)壓制，連續(xù)數(shù)次，將其中所有糖分榨出后，用去離子水清洗干凈，放入到烘箱中，在80℃±5℃條件下干燥5h，取出；（2）用粉碎機(jī)將干燥好的甘蔗渣粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩檢驗(yàn)，粉碎至800目 1000目~待用；

[0015] 2）陽離子納米纖維懸浮液的制備：（1）將300 400g的98%硫酸倒入到1000mL燒杯~中，緩慢滴加去離子水，邊滴加，邊用玻璃棒輕輕攪拌，直至將硫酸稀釋至64wt%為止；（2）將

120 160g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底燒瓶中，緩慢加入（1）中的64wt%硫~

酸，以100rpm低速攪拌40 60min，加完后，溫度升高至40 50℃，將攪拌速度增加至2000rpm，~ ~

攪拌1 3h；（3）加入120 150g高碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)3?5h，隨后加入6mL乙二醇，攪拌速~ ~

度1000rpm，繼續(xù)反應(yīng)1?2h，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將反應(yīng)器溫度提高至60℃，加入30?50g三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)4h；加入20 30g季銨鹽陽離子表面活性劑，繼續(xù)反~

應(yīng)1 2h；（4）將上述分散體系轉(zhuǎn)入到2000mL塑料杯中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；（5）~

將上述分散體系分批轉(zhuǎn)至離心機(jī)中，在10000rpm下離心20min，沉淀，將上層清液倒出，加入去離子水，再次高速離心，直至上層清液澄清為止，經(jīng)多次離心，直至體系pH3 4為止；（6）~

將上述的分散體系分批通過孔徑20nm的再生纖維素透析袋在去離子水中透析，透析時(shí)間6~

9天，直至體系pH6 8為止，將透析袋中分散體系低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至濃度為30%為止，轉(zhuǎn)入~

到密封瓶中密封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液。

[0016] 所述納米碳酸鈣按照下列方法制備：[0017] （1）在加熱容器中加入500mL去離子水，在80℃條件下，逐漸加入100 300g氧化~鈣，攪拌、反應(yīng)生成石灰乳，通入氮?dú)猓艚^空氣陳化；（2）將溫度調(diào)至４５－５５℃，通入CO2攪拌，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；（3）停止通入CO2，將溫度升至６５－７０℃，加入20~50g表面活性劑繼續(xù)攪拌；（4）把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離子水和乙醇壓濾洗滌，經(jīng)干燥粉碎，過

800 1000目篩得到納米碳酸鈣。

~

[0018] 其中所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十二烷基二甲皋芐基溴化銨、脂肪醇聚氧乙烯醚（C12H25O·(C2H4O)10）中一種或幾組合。[0019] 進(jìn)一步的所述納米碳酸鈣按照下列方法制備：[0020] （1）在1000mL三口燒瓶中加入500mL去離子水，在80℃條件下，逐漸加入100 300g~氧化鈣，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌，反應(yīng)時(shí)間30 60min，生成石灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化4h；

~

（2）將溫度調(diào)至50℃，以0.2m3/h的速度通入CO2，攪拌速度為300rpm，用酸度計(jì)監(jiān)測反應(yīng)體系的pH，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；（3）停止通入CO2，將溫度升至70℃，加入20~50g表面活性劑，以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1 2h；（4）把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離子水和乙醇壓濾洗滌三~

遍，經(jīng)干燥粉碎，過800 1000目篩得到納米碳酸鈣。

~

[0021] 所述納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑的制備方法：[0022] （1）在高壓均質(zhì)器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液300~500g，在高轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)化1 2h，加入20 40g分散劑，在低轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)化１５－２５min；

~ ~

（2）在上述的均質(zhì)器中緩慢加入150 250g納米碳酸鈣，在高轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)化2 3h；（3）將~ ~

體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至５５－６５℃，緩慢加入50 80g硬脂酸鹽，在高轉(zhuǎn)速條件下均質(zhì)~

化1 2h；（4）將上述產(chǎn)物在80±5℃烘干，并粉碎至800 1000目，即可得到納米纖維?納米碳~ ~

酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑。

[0023] 進(jìn)一步的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑的制備方法：[0024] （1）在高壓均質(zhì)器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液300~500g，在20000rpm條件下均質(zhì)化1 2h，加入20 40g分散劑，在500rpm條件下均質(zhì)化20min；

~ ~

（2）在上述的均質(zhì)器中緩慢加入150 250g納米碳酸鈣，在20000rpm條件下均質(zhì)化2 3h；（3）~ ~

將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至60℃，緩慢加入50 80g硬脂酸鹽，在20000rpm條件下均質(zhì)~

化1 2h；（4）將上述產(chǎn)物置于烘箱中，在80±5℃烘干，并用粉碎機(jī)將干燥好的產(chǎn)物粉碎，用~

標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩分，粉碎至800 1000目，即可得到納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗~

高溫增粘劑。

[0025] 本發(fā)明通過采用甘蔗殘?jiān)暮娓伞⒎鬯?、提純、?qiáng)酸化、透析，在此基礎(chǔ)上與納米碳酸鈣相結(jié)合，形成纖維和球狀顆粒的復(fù)合增粘劑。二者具有一定的協(xié)同作用，納米纖維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以提高納米顆粒在溶液中的穩(wěn)定性，而納米顆粒則能提高納米纖維的抗溫能力。在常溫條件下，2.0wt%納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物加入基漿后，其表觀粘度可從9.5mPa.s增加至38.5mPa.s，經(jīng)過200℃/16h老化后，其表觀粘度僅降低為35.5mPa.s，這充分說明該復(fù)合物的較好的抗溫性。該處理劑無毒，對環(huán)境無任何不良影響。

[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明效果更為突出：（1）本發(fā)明的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物，具有環(huán)境可降解特性，對環(huán)境無污染；（2）本發(fā)明采用納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物方法，通過協(xié)同作用，具有顯著的增粘和抗溫特性，表觀粘度可從9.5mPa.s增加至38.5mPa.s，抗溫可達(dá)200℃。附圖說明[0027] 圖1常溫和高溫高壓條件下實(shí)施例的表觀粘度。具體實(shí)施例

[0028] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。[0029] 綜合實(shí)施例：[0030] 一種納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，按質(zhì)量百分比計(jì)算如下組分含量：陽離子納米纖維素28 30%、分散劑6 8%、納米碳酸鈣48 49%、硬脂酸鹽15~ ~ ~ ~16%。

[0031] 所述的分散劑為二辛基磺化琥珀酸鈉、三辛基磺化琥珀酸鈉、二辛基磺化丁二酸鈉中的一種或任意兩種組合。[0032] 所述的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑，硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鈉、硬脂酸鋅、硬脂酸鉀中的一種或任意兩種組合。[0033] 本發(fā)明具體的制備方法，包括下面的步驟：[0034] 1、甘蔗渣的預(yù)處理[0035] （1）將甘蔗渣用去離子水清洗干凈，晾干，用壓榨機(jī)壓制，連續(xù)數(shù)次，將其中所有糖分榨出后，用去離子水清洗干凈，放入到烘箱中，在80℃±5℃條件下干燥5h，取出；（2）用粉碎機(jī)將干燥好的甘蔗渣粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩檢驗(yàn)，粉碎至800目 1000目，待用。~

[0036] 其中，所用的甘蔗渣是屬于糖蔗榨汁之后的殘?jiān)?，糖蔗主要產(chǎn)于廣西、廣東等亞熱帶地區(qū)，主要成分為維生素、脂肪、蛋白質(zhì)有機(jī)酸、鈣、鐵等物質(zhì)。[0037] 2、陽離子納米纖維懸浮液的制備[0038] （1）將300 400g的98%硫酸倒入到1000mL燒杯中，緩慢滴加去離子水，邊滴加，邊用~玻璃棒輕輕攪拌，直至將硫酸稀釋至64wt%為止；

[0039] （2）將120 160g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底燒瓶中，緩慢加入（1）~中的64wt%硫酸，以100rpm低速攪拌40 60min，加完后，溫度升高至40 50℃，將攪拌速度增~ ~

加至2000rpm，攪拌1 3h；

~

[0040] （3）加入120 150g高碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)3?5h，隨后加入6mL乙二醇，攪拌速度~1000rpm，繼續(xù)反應(yīng)1?2h，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將反應(yīng)器溫度提高至60℃，加入30?50g三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)4h；加入20 30g季銨鹽陽離子表面活性劑，繼續(xù)反應(yīng)~

1 2h；

~

[0041] （4）將上述分散體系轉(zhuǎn)入到2000mL塑料杯中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；[0042] （5）將上述分散體系分批轉(zhuǎn)至離心機(jī)中，在10000rpm下離心20min，沉淀，將上層清液倒出，加入去離子水，再次高速離心，直至上層清液澄清為止，經(jīng)多次離心，直至體系pH34為止；

~

[0043] （6）將上述的分散體系分批通過再生纖維素透析袋（孔徑20nm）在去離子水中透析，透析時(shí)間6 9天，直至體系pH6 8為止，將透析袋中分散體系低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至濃度為~ ~30%為止，轉(zhuǎn)入到密封瓶中密封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液。

[0044] 其中，所用的季銨鹽陽離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨中的一種或任意兩種組合。[0045] 3、納米碳酸鈣的制備[0046] （1）在1000mL三口燒瓶中加入500mL去離子水，在80℃條件下，逐漸加入100 300g~氧化鈣，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌，反應(yīng)時(shí)間30 60min，生成石灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化4h；

~

[0047] （2）將溫度調(diào)至50℃，以0.2m3/h的速度通入CO2，攪拌速度為300rpm，用酸度計(jì)監(jiān)測反應(yīng)體系的pH，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；[0048] （3）停止通入CO2，將溫度升至70℃，加入20~50g表面活性劑，以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1~2h；

[0049] （4）把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離子水和乙醇壓濾洗滌三遍，經(jīng)干燥粉碎，過800~1000目篩得到納米碳酸鈣。

[0050] 其中，所用的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十四烷基苯磺酸鈉、十二烷基二甲皋芐基溴化銨、脂肪醇聚氧乙烯醚（C12H25O·(C2H4O)10）等的一種或任意兩種組合。[0051] 4、納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑的制備[0052] （1）在高壓均質(zhì)器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液300~500g，在20000rpm條件下均質(zhì)化1 2h，加入20 40g分散劑，在500rpm條件下均質(zhì)化20min；

~ ~

[0053] （2）在上述的均質(zhì)器中緩慢加入150 250g納米碳酸鈣，在20000rpm條件下均質(zhì)化2~3h；

~

[0054] （3）將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至60℃，緩慢加入50 80g硬脂酸鹽，在20000rpm~條件下均質(zhì)化1 2h；

~

[0055] （4）將上述產(chǎn)物置于烘箱中，在80±5℃烘干，并用粉碎機(jī)將干燥好的產(chǎn)物粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩分，粉碎至800 1000目，即可得到納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗~高溫增粘劑。

[0056] 典型實(shí)施例1：[0057] （1）將300g的98%硫酸倒入到1000mL燒杯中，緩慢滴加去離子水，邊滴加，邊用玻璃棒輕輕攪拌，直至將硫酸稀釋至64wt%為止；將120g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底燒瓶中，緩慢加入64wt%硫酸，以100rpm低速攪拌40min，加完后，溫度升高至40℃，將攪拌速度增加至2000rpm，攪拌1h；加入120g高碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)3h，隨后加入6mL乙二醇，攪拌速度1000rpm，繼續(xù)反應(yīng)1h，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將反應(yīng)器溫度提高至60℃，加入30g三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)4h；加入20g十六烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)反應(yīng)1h；將上述分散體系轉(zhuǎn)入到2000mL塑料杯中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；將上述分散體系分批轉(zhuǎn)至離心機(jī)中，在10000rpm下離心20min，沉淀，將上層清液倒出，加入去離子水，再次高速離心，直至上層清液澄清為止，經(jīng)多次離心，直至體系pH3 4為止；將上述的分~散體系分批通過再生纖維素透析袋（孔徑20nm）在去離子水中透析，透析時(shí)間6天，直至體系pH6 8為止，將透析袋中分散體系低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至濃度為30%為止，轉(zhuǎn)入到密封瓶中密~

封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液；（2）在1000mL三口燒瓶中加入500mL去離子水，在

80℃條件下，逐漸加入100g氧化鈣，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌，反應(yīng)時(shí)間30min，生成石灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化4h；將溫度調(diào)至50℃，以0.2m3/h的速度通入CO2，攪拌速度為300rpm，用酸度計(jì)監(jiān)測反應(yīng)體系的pH，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；停止通入CO2，將溫度升至70℃，加入20g十二烷基苯磺酸鈉，以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1h；把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離子水和乙醇壓濾洗滌三遍，經(jīng)干燥粉碎，過800 1000目篩得到納米碳酸鈣；（3）在高壓均質(zhì)器中加入去~

離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液300g，在20000rpm條件下均質(zhì)化1h，加入

20g二辛基磺化琥珀酸鈉，在500rpm條件下均質(zhì)化20min；在上述的均質(zhì)器中緩慢加入150g納米碳酸鈣，在20000rpm條件下均質(zhì)化2h；將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至60℃，緩慢加入

50g硬脂酸鎂，在20000rpm條件下均質(zhì)化1h；將上述產(chǎn)物置于烘箱中，在80±5℃烘干，并用粉碎機(jī)將干燥好的產(chǎn)物粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩分，粉碎至800 1000目，即可得到納米纖維?~

納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑。

[0058] 典型實(shí)施例2：[0059] （1）將350g的98%硫酸倒入到1000mL燒杯中，緩慢滴加去離子水，邊滴加，邊用玻璃棒輕輕攪拌，直至將硫酸稀釋至64wt%為止；將150g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底燒瓶中，緩慢加入64wt%硫酸，以100rpm低速攪拌50min，加完后，溫度升高至50℃，將攪拌速度增加至2000rpm，攪拌2h；加入130g高碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)4h，隨后加入6mL乙二醇，攪拌速度1000rpm，繼續(xù)反應(yīng)2h，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將反應(yīng)器溫度提高至60℃，加入40g三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)4h；加入25g十二烷基三甲基溴化銨，繼續(xù)反應(yīng)2h；將上述分散體系轉(zhuǎn)入到2000mL塑料杯中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；將上述分散體系分批轉(zhuǎn)至離心機(jī)中，在10000rpm下離心20min，沉淀，將上層清液倒出，加入去離子水，再次高速離心，直至上層清液澄清為止，經(jīng)多次離心，直至體系pH3 4為止；將上述的分~散體系分批通過再生纖維素透析袋（孔徑20nm）在去離子水中透析，透析時(shí)間8天，直至體系pH6 8為止，將透析袋中分散體系低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至濃度為30%為止，轉(zhuǎn)入到密封瓶中密~

封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液；（2）在1000mL三口燒瓶中加入500mL去離子水，在

80℃條件下，逐漸加入200g氧化鈣，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌，反應(yīng)時(shí)間50min，生成石灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化4h；將溫度調(diào)至50℃，以0.2m3/h的速度通入CO2，攪拌速度為300rpm，用酸度計(jì)監(jiān)測反應(yīng)體系的pH，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；停止通入CO2，將溫度升至70℃，加入35g十二烷基二甲皋芐基溴化銨，以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1 2h；把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離~

子水和乙醇壓濾洗滌三遍，經(jīng)干燥粉碎，過800 1000目篩得到納米碳酸鈣；（3）在高壓均質(zhì)~

器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液400g，在20000rpm條件下均質(zhì)化1.5h，加入30g三辛基磺化琥珀酸鈉，在500rpm條件下均質(zhì)化20min；在上述的均質(zhì)器中緩慢加入200g納米碳酸鈣，在20000rpm條件下均質(zhì)化2.5h；將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至

60℃，緩慢加入60g硬脂酸鋅，在20000rpm條件下均質(zhì)化2h；將上述產(chǎn)物置于烘箱中，在80±

5℃烘干，并用粉碎機(jī)將干燥好的產(chǎn)物粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩分，粉碎至800 1000目，即可得~

到納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑。

[0060] 典型實(shí)施例3：[0061] （1）將400g的98%硫酸倒入到1000mL燒杯中，緩慢滴加去離子水，邊滴加，邊用玻璃棒輕輕攪拌，直至將硫酸稀釋至64wt%為止；將160g預(yù)處理好的甘蔗渣加入到2000mL的三口平底燒瓶中，緩慢加入64wt%硫酸，以100rpm低速攪拌60min，加完后，溫度升高至50℃，將攪拌速度增加至2000rpm，攪拌3h；加入150g高碘酸鈉，避光條件下反應(yīng)5h，隨后加入6mL乙二醇，攪拌速度1000rpm，繼續(xù)反應(yīng)2h，除去未反應(yīng)的高碘酸鈉；將反應(yīng)器溫度提高至60℃，加入50g三甲基乙酰氯，將pH調(diào)節(jié)至5.0，繼續(xù)反應(yīng)4h；加入30g十二烷基三甲基氯化銨，繼續(xù)反應(yīng)2h；將上述分散體系轉(zhuǎn)入到2000mL塑料杯中，加入過量的去離子水，終止反應(yīng)；將上述分散體系分批轉(zhuǎn)至離心機(jī)中，在10000rpm下離心20min，沉淀，將上層清液倒出，加入去離子水，再次高速離心，直至上層清液澄清為止，經(jīng)多次離心，直至體系pH3 4為止；將上述的分~散體系分批通過再生纖維素透析袋（孔徑20nm）在去離子水中透析，透析時(shí)間9天，直至體系pH6 8為止，將透析袋中分散體系低溫旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至濃度為30%為止，轉(zhuǎn)入到密封瓶中密~

封待用，即可得到陽離子納米纖維懸浮液；（2）在1000mL三口燒瓶中加入500mL去離子水，在

80℃條件下，逐漸加入300g氧化鈣，以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌，反應(yīng)時(shí)間60min，生成石灰乳，通入氮?dú)?，隔絕空氣陳化4h；將溫度調(diào)至50℃，以0.2m3/h的速度通入CO2，攪拌速度為300rpm，用酸度計(jì)監(jiān)測反應(yīng)體系的pH，當(dāng)pH降低至7.0時(shí)，碳化完畢；停止通入CO2，將溫度升至70℃，加入50g脂肪醇聚氧乙烯醚（C12H25O?(C2H4O)10），以500rpm轉(zhuǎn)速攪拌1~2h；把反應(yīng)后的納米碳酸鈣用去離子水和乙醇壓濾洗滌三遍，經(jīng)干燥粉碎，過800 1000目篩得到納米碳酸鈣；（3）在~

高壓均質(zhì)器中加入去離子水1000mL，分批加入陽離子納米纖維懸浮液500g，在20000rpm條件下均質(zhì)化2h，加入40g二辛基磺化丁二酸鈉，在500rpm條件下均質(zhì)化20min；在上述的均質(zhì)器中緩慢加入250g納米碳酸鈣，在20000rpm條件下均質(zhì)化3h；將體系的pH調(diào)至9.0，將溫度調(diào)至60℃，緩慢加入80g硬脂酸鉀，在20000rpm條件下均質(zhì)化2h；將上述產(chǎn)物置于烘箱中，在

80±5℃烘干，并用粉碎機(jī)將干燥好的產(chǎn)物粉碎，用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩篩分，粉碎至800 1000目，即~

可得到納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物的鉆井液用抗高溫增粘劑。

[0062] 性能測試[0063] （1）表觀粘度測定方法：根據(jù)《GBT16783.1?2006水基鉆井液測試程序》，采用油田系統(tǒng)常用六速粘度計(jì)測定鉆井液的粘度：在基漿（水化24h后的0.5%Na2CO3+4.0%膨潤土）加入2.0wt%納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物后，5000rpm條件下高速攪拌10min后測定其表觀粘度。并與基漿本身表觀粘度進(jìn)行比較。[0064] （2）急性毒性檢測：根據(jù)《GB/T15441?1995水質(zhì)急性毒性的測定發(fā)光細(xì)菌法》檢測體系毒性，記為EC50。[0065] 測試樣品為上述實(shí)施例納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物，在4.0wt%膨潤土基漿中加入2.0wt%的納米纖維?納米碳酸鈣復(fù)合物，并與4.0%膨潤土基漿進(jìn)行對比，測試了常溫和高溫結(jié)果如圖１：[0066] 從圖1結(jié)果看出，在常溫條件下和高溫高壓條件下，實(shí)施例的效果相差不大。本發(fā)明的實(shí)施例加量為2.0wt%時(shí)，其表觀粘度有大增幅，而經(jīng)過200℃老化后，基漿性能急劇下降，而加入了實(shí)施例的基漿的表觀粘度變化不大，這充分證明了實(shí)施例在高溫下依然保持顯著的增粘能力。[0067] 隨后考察了三個(gè)實(shí)例的急性毒性，從結(jié)果的可知，三個(gè)實(shí)例的EC50值分別為41000ppm、39000ppm和36000ppm，均為無毒。