本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂及其制备方法。
背景技术：
由于页岩地层裂缝发育、水敏性强，在长水平段钻井中，不仅容易发生垮塌、缩径等问题，而且由于水平段较长，还会带来摩阻、携岩及地层污染等问题，从而增大了产生井下复杂情况的几率。因此，在页岩气水平井钻井中解决井壁稳定、降阻减摩和岩屑床清除等问题就成为钻井液选择和设计的关键，而安全钻进的前提则是保持井壁稳定。
目前国内外页岩气井普遍采用油基钻井液，由于油基钻井液可提高水湿性页岩的毛细管压力，防止钻井液对页岩的侵入，可以有效地解决井壁不稳定的问题。然而，油基钻井液在使用中又存在成本高昂、环保压力大、流变性能难控制等问题，使用低成本水基钻井液便成为当下研究的重点。使用水基钻井液在页岩地层钻进过程中如何封堵页岩微纳米孔缝，阻止液相进入，防止井眼坍塌是水基钻井液成功使用与否的关键问题。
目前，有关于钻井液封堵剂的研究，但是存在诸多问题。如张凡等在《一种油基堵漏剂的合成及其性能评价》中合成了一种用于油基钻井液的膨胀堵漏剂，基本原料为苯乙烯、吸油性单体、交联剂、引发剂、聚乙烯醇和碳酸钙，仅适用于油基钻井液；中国专利cn103013469a公开了一种使用纳米二氧化硅改善不同温度下水基钻井液性能的方法，在基浆中加入纳米二氧化硅分散液，使基浆形成更加薄而致密的泥饼，提高降滤失效果；中国专利cn106634876a公开了一种含有纳米粒子的封堵剂及其制备方法，该方法使用纳米乳液、纳米材料及体系稳定剂，先高速搅拌后低速搅拌制得纳米封堵剂，具有一定的降滤失效果。但这些技术普遍存在以下不足：研制的封堵剂材料及性能单一，在钻井液中形成的滤饼不够致密、滤失量大，对泥页岩的微纳米孔隙、裂缝封堵能力不强，在长泥页岩地层钻进时液相侵入泥页岩地层，不能有效降低泥页岩井壁坍塌风险。中国专利cn105985758a公开了一种使用乳化石蜡和可溶性混合盐共同制备的封堵剂，其中乳化石蜡是采用op系列和聚乙二醇及聚乙烯醇的表面活性剂乳化得到，但其有效成分乳化石蜡的粒径≤100μm，形成的石蜡乳液分散性较差，易聚集团结，导致最终形成的封堵剂中含有的纳米尺寸的风度颗粒较少，基本上都处于微米级别，封堵性能弱，针对泥页岩地层微纳米孔缝的封堵作用有限。
因此，本发明提供一种适用于水基钻井液的钻进页岩水平井用纳米封堵剂，能克服纳米材料的聚集团结问题，将可变形材料、刚性材料经工艺处理有机结合形成均匀稳定体系，不仅粒径保持在500nm以内，而且具有刚性和柔性变形封堵剂的共同特性。该微纳米封堵剂能有效的封堵微纳米孔隙阻止液相进入页岩地层，而且具有一定的抑制性，抑制泥页岩地层中黏土矿物的水化膨胀，应用于页岩水平井钻井中可有效封堵微纳米孔隙、裂缝，保持井壁稳定。
技术实现要素：
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂及其制备方法，提供的复合封堵剂粒径小于500nm，封堵效果好。
一种钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂，由以下重量份的原料组成：纳米乳液20-30份，纳米二氧化硅3-8份，聚乙二醇10-20份，聚合醇20-30份，
其中，所述纳米乳液是通过将固体石蜡、白油、乳化剂、水按照2:2:1:5的重量比混合，在80℃、搅拌速度为120rpm的条件下搅拌1h制备而成的；
所述乳化剂的亲水亲油平衡值为10.3。
优选地，所述乳化剂由重量比为tween80：span80=56:44组成。
优选地，所述聚合醇的浊点温度为60℃~70℃。
优选地，所述聚合醇的浊点温度为65℃。
优选地，所述聚合醇是通过以下方法制备而成的：将脂肪胺、环氧乙烷、环氧丙烷按照重量比1.2：400：280的比例混合，然后在0.3mpa、150℃条件下反应4h制备而成。
优选地，所述脂肪胺是十二烷基二甲基叔胺。所述十二烷基二甲基叔胺是采用现有技术由十二醇及二甲胺合成的。
优选地，所述钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂，由以下重量份的原料组成：纳米乳液25份，纳米二氧化硅5份，聚乙二醇15份，聚合醇25份。
上述钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂的制备方法，包括以下步骤：称取纳米二氧化硅，加入聚乙二醇，在10000rpm的转速下搅拌20min，然后在相同的转速下，加入聚合醇搅拌20min；然后在80℃的水浴环境中，在500rpm的转速下，搅拌2h；再加入纳米乳液，在10000rpm的转速下搅拌30min，然后在65℃、500rpm的转速下搅拌2h即可。
本发明的优点：
本发明提供的纳米复合封堵剂，粒径小于500nm，纳米颗粒分散均匀，不聚集结团，封堵剂不仅具有刚性纳米颗粒纳米二氧化硅的承压能力和柔性颗粒纳米乳液的可变形封堵能力，而且具有一定的浊点效应，当高于该封堵剂浊点温度后，流动态液体变为液珠而封堵泥页岩地层的微纳米孔隙，封堵性能及抑制性好，能有效的稳定井壁，保证页岩水平井在使用水基钻井液时安全钻进。而且，该封堵剂抗温性能好，产品性能稳定，可适用于页岩水平井长水平段钻井需求。
具体实施方式
实施例1
1.一种钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂，由以下重量份的原料组成：纳米乳液20份，纳米二氧化硅3份，聚乙二醇10份，聚合醇20份，
其中，所述纳米乳液是通过将固体石蜡、白油、乳化剂、水按照2:2:1:5的重量比混合，在80℃、搅拌速度为120rpm的条件下搅拌1h制备而成的；
所述乳化剂的亲水亲油平衡值为10.3，是由重量比为tween80：span80=56:44组成；
所述聚合醇的浊点温度为65℃，是通过以下方法制备而成的：将十二烷基二甲基叔胺、环氧乙烷、环氧丙烷按照重量比1.2：400：280的比例混合，然后在0.3mpa、150℃条件下反应4h制备而成。
2.上述钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂的制备方法，包括以下步骤：称取纳米二氧化硅，加入聚乙二醇，在10000rpm的转速下搅拌20min，然后在相同的转速下，加入聚合醇搅拌20min；然后在80℃的水浴环境中，在500rpm的转速下，搅拌2h；再加入纳米乳液，在10000rpm的转速下搅拌30min，然后在65℃、500rpm的转速下搅拌2h即可。
实施例2
1.一种钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂，由以下重量份的原料组成：纳米乳液30份，纳米二氧化硅8份，聚乙二醇20份，聚合醇30份，
其中，所述纳米乳液是通过将固体石蜡、白油、乳化剂、水按照2:2:1:5的重量比混合，在80℃、搅拌速度为120rpm的条件下搅拌1h制备而成的；
所述乳化剂的亲水亲油平衡值为10.3，是由重量比为tween80：span80=56:44组成；
所述聚合醇的浊点温度为65℃，是通过以下方法制备而成的：将十二烷基二甲基叔胺、环氧乙烷、环氧丙烷按照重量比1.2：400：280的比例混合，然后在0.3mpa、150℃条件下反应4h制备而成。
2.该钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂的制备方法同实施例1。
实施例3
1.一种钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂，由以下重量份的原料组成：纳米乳液25份，纳米二氧化硅5份，聚乙二醇15份，聚合醇25份，
其中，所述纳米乳液是通过将固体石蜡、白油、乳化剂、水按照2:2:1:5的重量比混合，在80℃、搅拌速度为120rpm的条件下搅拌1h制备而成的；
所述乳化剂的亲水亲油平衡值为10.3，是由重量比为tween80：span80=56:44组成；
所述聚合醇的浊点温度为65℃，是通过以下方法制备而成的：将十二烷基二甲基叔胺、环氧乙烷、环氧丙烷按照重量比1.2：400：280的比例混合，然后在0.3mpa、150℃条件下反应4h制备而成。
2.该钻进页岩水平井用纳米复合封堵剂的制备方法同实施例1。
一.封堵剂性能评价
将实施例1-3制备的封堵剂进行粒度、封堵率、线性膨胀率的检测，结果见表1。
以中国专利cn105985758a中实施例1中制备的封堵剂作为对比例。
其中，封堵率计算方法是测试模拟岩心原始渗透率p0，封堵剂溶液作用后渗透率p1，则封堵率r0=p1/p0×100%；线性膨胀率计算方法是测定实验岩心初始高度h0，封堵剂溶液作用24h后膨胀的高度h1，则线性膨胀率=h1/h0×100%。实施例1、实施例2、实施例3、对比例所用的为质量浓度为7%封堵剂水溶液。
表1纳米封堵剂的性能结果
从表1可知，本发明提供的封堵剂，颗粒大部分集中在纳米级别，d90小于500nm，封堵率高，大于96%，具有很好地封堵效果。而对比例中，最终封堵剂的颗粒尺寸在100μm以内，属于微米级别，含7%封堵剂水溶液的封堵率仅为81.4%。
二.封堵剂性能评价
将实施例1、实施例2、实施例3的封堵剂加入到对比例所用的钻井液中，在90℃、120℃、150℃条件下滚动16h，测试钻井液性能变化情况，如表2所示。
表2含封堵剂钻井液性能受温度影响
由表2可知，随测试温度升高，对比例的黏度、切力降低，失水增大，性能变化较大；相比于对比例，实施例1、实施例2、实施例3的性能随实验温度的升高稍有增大，但变化不大，说明该封堵剂在钻井液中受温度变化影响较少，抗温稳定性较好。