[發(fā)明專利]納米材料在清潔壓裂液中的分散方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210143485.0 | 申請(qǐng)日: | 2012-05-09 |
| 公開(公告)號(hào): | CN103387828A | 公開(公告)日: | 2013-11-13 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 王寶峰;黃靜;王淑榮;薛承瑾;蔣廷學(xué);陳作;張保平;魏娟明 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院 |
| 主分類號(hào): | C09K8/68 | 分類號(hào): | C09K8/68 |
| 代理公司: | 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372 | 代理人: | 吳大建;歐穎 |
| 地址: | 100728 北*** | 國(guó)省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 納米 材料 清潔 壓裂液 中的 分散 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及幾種納米材料在清潔壓裂液中的分散方法的建立。
背景技術(shù)
水力壓裂技術(shù)在油氣田開采中發(fā)揮了重要作用,是低滲特低滲儲(chǔ)層提高單井產(chǎn)量的主體工藝技術(shù)。無殘?jiān)那鍧崏毫岩簩?duì)支撐裂縫和地層傷害小,是國(guó)內(nèi)外壓裂液研究的發(fā)展趨勢(shì)和熱點(diǎn)。隨著深井超深井油氣勘探開發(fā)的深入,常規(guī)壓裂液體系在高溫下受熱剪切黏度降低過快,無法滿足超深井壓裂改造的要求,因此壓裂液體系耐溫性能的提高將成為壓裂工藝進(jìn)步的技術(shù)關(guān)鍵。納米材料和技術(shù)是近十幾年來科技發(fā)展的前沿技術(shù),由于組成納米材料的微粒尺寸小使得其表面原子數(shù)、表面能和表面張力隨粒徑的下降急劇增大,而表現(xiàn)出許多不同于常規(guī)材料的新奇特性,使得納米材料在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。近年來,納米材料也逐漸引起了油田開發(fā)者的注意,并在油田鉆探、注采開發(fā)、油田污水處理和油氣管道防護(hù)等方面得到了應(yīng)用。將納米材料引入到清潔壓裂液中,形成納米材料締合清潔壓裂液體系,以適應(yīng)深井超深井高溫儲(chǔ)層清潔壓裂液改造的需要。這些納米粒子可以充當(dāng)石油工業(yè)的完井和油氣增產(chǎn)的流體的穩(wěn)定劑和流體漏失控制劑,能維持流體在高溫下的高黏度和降低濾失性,而不造成對(duì)油層傷害。
但是超細(xì)納米粒子在使用過程中可能導(dǎo)致粉塵問題,引起粉塵爆炸,影響操作人員的身體健康,落在設(shè)備上的粉塵還會(huì)影響操作、造成電器設(shè)備失靈,引起事故,這給超細(xì)納米粒子的處理和運(yùn)輸帶來了困難。再者,由于納米粒子的粒徑小,自發(fā)團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重,將其直接加入到壓裂液等井筒作業(yè)流體中,很難得到具有良好分散性的體系,而具有良好分散性體系的建立,是納米材料在壓裂液等井筒作業(yè)流體中發(fā)揮作用的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)外納米材料在壓裂液等井筒作業(yè)流體中分散方法的建立還未見報(bào)道。
如中國(guó)專利申請(qǐng)102093874A涉及一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液及其制備方法。又如文獻(xiàn)中國(guó)涂料選用了不同類型的分散劑對(duì)納米TiO2粉體在水中分散性的比較,2008,23(1):43-45,其中探討了分散劑種類及用量對(duì)納米TiO2粉體在水相中分散穩(wěn)定的影響。而文獻(xiàn)印染助劑公布了納米二氧化鈦在整理液中的分散穩(wěn)定性研究,2006,23(10):37-39,其中研究了不同分散劑在不同條件下對(duì)納米二氧化鈦粉體在整理液中分散穩(wěn)定性的影響,并采用分散相的沉降高度和分散體系中粒子的粒度分布進(jìn)行評(píng)價(jià)。但上述各文獻(xiàn)中均未涉及納米材料在清潔壓裂液中的分散。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的是開發(fā)一種分散方法,避免超細(xì)納米粒子引起的粉塵問題,同時(shí)使得超細(xì)納米粒子在水基清潔壓裂液中得到高度分散,對(duì)于納米材料在壓裂液等井筒作業(yè)流體中的應(yīng)用具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
本發(fā)明提供一種納米材料在清潔壓裂液中的分散方法,先將所述納米材料加入分散助劑液態(tài)三元醇中,再將該溶液與所述清潔壓裂液混合。
根據(jù)本發(fā)明,所述液態(tài)三元醇為CnH2n-1(OH)3,其中3≤n≤6。
在本發(fā)明中,優(yōu)選所述納米材料加入分散助劑中后、其在溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01~40wt%,更優(yōu)選0.1~20wt%。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,納米材料與分散助劑的混合溶液與所述清潔壓裂液的質(zhì)量比為0.01~2∶1,優(yōu)選為0.02~1∶1。
本發(fā)明中,優(yōu)選所述納米材料為MgC2O4、Al(OH)3、γ-Al2O3、SiO2、TiO2和ZnO粉體中的一種或多種。優(yōu)選所述納米材料的粒徑為0.2~100nm。不管所述納米材料是實(shí)驗(yàn)室自制的還是商購的,在使用本發(fā)明的分散方法時(shí),其效果都很好。
在本發(fā)明的分散方法中,優(yōu)選所述納米材料加入分散助劑中后攪拌2~240min,且該溶液與清潔壓裂液混合后再攪拌2~240min;更優(yōu)選均攪拌10~60min。
本發(fā)明中所述清潔壓裂液為含粘彈性表面活性劑(又稱為VES或增稠劑)濃度為0.1~4wt%的水溶液。
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C09K8-00 用于鉆孔或鉆井的組合物;用來處理孔或井的組合物,例如,用于完成或修復(fù)操作
C09K8-02 .鉆井組合物
C09K8-40 .隔離組合物,如用于黏合物質(zhì)與鉆井分離的組合物
C09K8-42 . 黏合組合物,例如將孔套黏接到孔眼上;堵漏組合物,例如填井
C09K8-50 . 涂抹井眼壁用的組合物,即用于暫時(shí)固結(jié)井眼壁的組合物
C09K8-52 . 用于防止、限制或減少沉積的組合物,例如清洗





