本发明涉及油气井工程，具体涉及一种硅点纳米材料、硅点纳米流体及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着油气资源勘探开发进程推进，常规油气资源的潜能不断衰减，而非常规油气藏的勘探开发成为油气资源的重要获取路径与方向，页岩地层油气藏钻采则是研究重点之一。目前页岩地层占钻探储层的75％左右，而90％以上的井壁稳定问题都发生在页岩地层，严重影响了页岩油气钻探和开采效率。每年由井壁失稳导致的缩径、扩径、卡钻甚至井塌事故所造成的直接或间接经济损失高达数十亿美元。
2、当在钻井过程中使用水基钻井液时，页岩地层遇水会产生严重的水化作用，发生页岩水化膨胀、分散等现象，导致井壁失稳，易发生井塌等事故，增加钻井时间与施工成本，油基钻井液因其优良的井壁稳定和润滑防卡等优势而应用广泛，随着环保和成本要求的提高，水基钻井液的研发和应用日趋迫切。因此高性能水基钻井液逐渐受到重视并开展了诸多研究。
3、纳米材料因具有出色的尺度及界面特性而在钻井液领域广受关注，以往使用的纳米材料类处理剂尺寸无法达到几个纳米，或者虽然尺寸达到纳米级但具有较强的自聚集倾向，直接影响其作用效果。目前常规钻井液封堵材料的粒径峰值在50-10000nm，难以对尺寸为1-10nm的纳米孔隙实施有效封堵，粒径不配伍，在封堵纳米级孔缝方面，其封堵效果亟待进一步提升。因此，针对页岩中的纳米级别的孔缝不能有效封堵而导致的井壁失稳问题。
技术实现思路
1、为解决现有钻井液的井壁强化性能不够理想、页岩地层井壁稳定性不足的问题，本发明的目的在于提供一种适用于页岩强化井壁的硅点纳米材料、硅点纳米流体及其制备方法和应用，该硅点纳米流体中的硅点纳米材料粒径小、分散稳定性好，可实现强化封堵纳米孔隙，同时还具备页岩润湿改性、润滑减阻作用。
2、为达到上述目的，本发明提供一种硅点纳米材料的制备方法，其包括如下步骤：
3、(1)使硅烷偶联剂和抗坏血酸钠在水中进行第一反应，得到硅点载体；
4、(2)向所述硅点载体中加入对氨基苯磺酸钠、交联剂和促进剂，进行第二反应，干燥后得到所述硅点纳米材料。
5、上述硅点纳米材料的制备方法中，硅烷偶联剂提供硅源，抗坏血酸钠为还原剂，对氨基苯磺酸钠提供活性基团。
6、上述硅点纳米流体的制备方法中，优选地，所述对氨基苯磺酸钠与所述硅点载体的质量比1:0.5-2，优选为1:1。
7、上述硅点纳米材料的制备方法中，优选地，所述第一反应的温度为60-80℃，反应时间为60-70min。
8、上述硅点纳米材料的制备方法中，优选地，所述第二反应的温度为20-30℃，反应时间为5-5.5h。
9、上述硅点纳米材料的制备方法中，优选地，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷(aptms)。
10、上述硅点纳米材料的制备方法中，优选地，所述交联剂为戊二醛。
11、上述硅点纳米材料的制备方法中，优选地，所述促进剂为正戊醛。
12、本发明还提供一种由上述硅点纳米材料的制备方法得到的硅点纳米材料。
13、本发明还提供一种硅点纳米流体，以质量分数计，该硅点纳米流体包括：上述硅点纳米材料0.1-0.15wt％，强化稳定剂0.05-0.1wt％，余量为水。
14、上述硅点纳米流体中，优选地，所述强化稳定剂选自磺酸盐类、甜菜碱类、聚醚类强化稳定剂中至少一种，更优选为磺酸盐类强化稳定剂。
15、本发明提供一种上述硅点纳米流体的制备方法，其包括：将所述硅点纳米材料、强化稳定剂分散于水中，得到所述硅点纳米流体。
16、上述硅点纳米流体的制备方法中，优选地，所用水的含盐量不超过8wt％。若所用水的含盐量超过8wt％，会使硅点纳米流体的团聚增加，增大硅点粒径。
17、上述硅点纳米流体的制备方法具体包括如下步骤：
18、将硅烷偶联剂加入超纯水中搅拌，接着再加入抗坏血酸钠，继续搅拌并加热，待反应结束后，自然冷却至室温，得到硅点载体；然后，在硅点载体中加入对氨基苯磺酸钠、交联剂和促进剂，室温下反应，冷冻干燥后得到硅点纳米材料，再将硅点纳米材料和强化稳定剂按一定配比分散于水中，得到硅点纳米流体。
19、本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。在符合本领域常识的基础上，上述各进一步或优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
20、本发明还提供一种上述硅点纳米材料或上述硅点纳米流体在页岩强化井壁中的应用。
21、上述应用中，优选地，所述硅点纳米流体加入至钻井液基浆中形成钻井液，以所述钻井液基浆为基准，所述硅点纳米流体的添加量为1-3wt％。
22、上述应用中，优选地，所述钻井液的含盐量≤10wt％，优选为8-10wt％。若钻井液含盐量超过10wt％，硅点纳米流体中的硅点纳米材料团聚增加，从而粒径增大。
23、上述应用中，优选地，应用环境温度≤180℃，优选为150-180℃。
24、将本发明的硅点纳米流体加入水基钻井液进入井筒后，高效封堵纳米级孔隙，有效降低滤矢量，并可满足温度150℃以下，含盐6％以内的地层条件。
25、本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
26、(1)本发明通过使用自下而上的水热合成方法，并优化各原料配比、原料的种类及制备方法中的控制条件，使得制备的硅点纳米流体具有超小尺寸的特征，粒径在几个纳米，与页岩地层纳米孔隙匹配度高，高效封堵纳米孔隙，阻止钻井液进入地层发生水化，提升井壁稳定性，助力实现页岩气资源高效低成本开发；
27、(2)本发明通过化学改性使得制备的硅点纳米流体具有润湿改性特性，显著改善页岩表面润湿性，提高钻井液进入地层的阻力，抑制水化；
28、(3)本发明通过化学改性接枝耐温抗盐基团及加入强化稳定剂，使得制备的硅点纳米流体耐温抗盐，稳定性好；
29、(4)本发明提供的硅点纳米流体制备方法简单，原料容易获得，制备条件温和，反应条件容易控制，反应过程安全。
1.一种硅点纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅点纳米流体的制备方法，其中，所述对氨基苯磺酸钠与所述硅点载体的质量比1:0.5-2。
3.根据权利要求1所述的硅点纳米流体的制备方法，其中，所述第一反应的温度为60-80℃，反应时间为60-70min。
4.根据权利要求1所述的硅点纳米流体的制备方法，其中，所述第二反应的温度为20-30℃，反应时间为5-5.5h。
5.根据权利要求1所述的硅点纳米流体的制备方法，其中，所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
6.根据权利要求1所述的硅点纳米流体的制备方法，其中，所述交联剂为戊二醛。
7.根据权利要求1所述的硅点纳米流体的制备方法，其中，所述促进剂为正戊醛。
8.一种由权利要求1-7任一项所述的硅点纳米材料的制备方法得到的硅点纳米材料。
9.一种硅点纳米流体，以质量分数计，其包括：权利要求8所述的硅点纳米材料0.1-0.15wt％，强化稳定剂0.05-0.1wt％，余量为水。
10.根据权利要求9所述的硅点纳米流体，其中，所述强化稳定剂选自磺酸盐类、甜菜碱类、聚醚类强化稳定剂中至少一种，优选为磺酸盐类强化稳定剂。
11.一种权利要求9或10所述的硅点纳米流体的制备方法，其包括：将所述硅点纳米材料、强化稳定剂分散于水中，得到所述硅点纳米流体。
12.权利要求8所述的硅点纳米材料或权利要求9所述的硅点纳米流体在页岩强化井壁中的应用。
13.根据权利要求12所述的应用，其中，所述硅点纳米流体加入至钻井液基浆中形成钻井液，以所述钻井液基浆为基准，所述硅点纳米流体的添加量为1-3wt％。
14.根据权利要求13所述的应用，其中，所述钻井液的含盐量≤10wt％。
15.根据权利要求14所述的应用，其中，所述钻井液的含盐量为8-10wt％。
16.根据权利要求12所述的应用，其中，应用环境温度≤180℃。
17.根据权利要求16所述的应用，其中，应用环境温度为150-180℃。
