[發(fā)明專利]一種納米復(fù)合壓裂液及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310372987.5
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN104419396B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊江;崔偉香;邱曉惠;管保山;盧擁軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;E21B43/26
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米復(fù)合壓裂液及其制備方法與應(yīng)用，屬于石油開采領(lǐng)域中的油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著油氣藏開采的不斷深入，低滲透儲(chǔ)層的改造越來越成為主要的開發(fā)領(lǐng)域，因此壓裂改造技術(shù)已經(jīng)成為油氣田開發(fā)的一項(xiàng)重要增產(chǎn)措施。而作為壓裂改造的工作液，低傷害高效能壓裂液已經(jīng)成為壓裂液研究的熱門及發(fā)展趨勢。自上世紀(jì)90年代逐步開發(fā)應(yīng)用的粘彈性表面活性劑（VES）壓裂液具有較好的粘彈性、無殘?jiān)暗蛡Φ忍攸c(diǎn)，因此已作為理想的壓裂改造用液體成為國內(nèi)外學(xué)者的主要研究對象。但是，粘彈性表面活性劑壓裂液在應(yīng)用過程中也存在濾失量高，表面活性劑用量大等方面局限而限制了它的應(yīng)用。

將現(xiàn)有表面活性劑壓裂液的性能優(yōu)化，開發(fā)更具濾失量小、用量小、性能好的粘彈性表面活性劑壓裂液已成為業(yè)內(nèi)人士的共同研究方向。CN102093874A公開了一種陰離子型納米復(fù)合壓裂液，其采用以脂肪酸甲酯磺酸鈉等陰離子表面活性劑為主劑，甜菜堿等兩性表面活性劑為助劑，與納米二氧化硅、碳酸鈣等納米顆粒復(fù)合，能夠使壓裂液用于50-100℃的地層。US7544643B2公開了一種壓電、熱電納米材料與粘彈性表面活性劑復(fù)合的體系，其可以穩(wěn)定高溫下耐剪切的穩(wěn)定性，同時(shí)加入納米顆粒的粘彈性表面活性劑壓裂液濾失量明顯減少。但是，上述現(xiàn)有技術(shù)中的粘彈性表面活性劑壓裂液的粘彈性和攜砂性等性能還有待提高。

因此，研發(fā)出一種含有粘彈性表面活性劑的納米復(fù)合壓裂液仍是本領(lǐng)域亟待解決的問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種納米復(fù)合壓裂液及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的納米復(fù)合壓裂液具有粘彈性表面活性劑用量低、制備方法簡單、濾失量小、攜砂性好等優(yōu)點(diǎn)。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種納米復(fù)合壓裂液，以所述納米復(fù)合壓裂液的總重量為基準(zhǔn)，其原料組成包括：粘彈性表面活性劑0.5-5%；納米材料0.05-3%；締合高分子物質(zhì)0.1-0.5%以及水余量。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，優(yōu)選地，以所述納米復(fù)合壓裂液的總重量為基準(zhǔn)，其原料組成還包括鹽類物質(zhì)0.1-8%。

在上述納米復(fù)合壓裂液中，優(yōu)選地，所述納米材料包括SiO₂、ZnO、LiTaO₃、BaTiO₃、SrTiO₃、PbZrTiO₃、KNbO₃和BiFeO₃等中的一種或幾種的組合。更優(yōu)選地，所述納米材料為ZnO。

在上述納米復(fù)合壓裂液中，優(yōu)選地，所述納米材料的顆粒粒徑為10-200nm。

在本發(fā)明的納米復(fù)合壓裂液中，通過加入納米材料，能夠改善粘彈性表面活性劑的性能，可以大幅度降低表面活性劑的用量；而且，納米材料顆粒能夠與粘彈性表面活性劑膠束形成締合作用增強(qiáng)膠束的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)壓裂液的耐溫性能，同時(shí)在應(yīng)用過程中能夠形成類似聚合物應(yīng)用過程中形成的濾餅，有效降低濾失量。

在上述納米復(fù)合壓裂液中，優(yōu)選地，所述粘彈性表面活性劑包括兩性表面活性劑，所述兩性表面活性劑包括油酸鈉、油?；；撬徕c、烷基氧化胺和烷基酰胺丙基氧化胺等中的一種或幾種的組合；其中，所述烷基的碳鏈長度為18-22。

在上述納米復(fù)合壓裂液中，優(yōu)選地，所述粘彈性表面活性劑還可以包括具有二個(gè)親水基團(tuán)或三個(gè)親水基團(tuán)和二個(gè)疏水基團(tuán)或三個(gè)疏水基團(tuán)的酰胺氧化胺以及具有二個(gè)親水基團(tuán)或三個(gè)親水基團(tuán)和二個(gè)疏水基團(tuán)或三個(gè)疏水基團(tuán)的?；撬徕c中的一種或兩種的組合，其中，所述酰胺氧化胺和所述?；撬徕c的總碳鏈長度分別為36-54。也就是說，所述粘彈性表面活性劑可以包括總碳鏈長度為36-54的二聚酰胺氧化胺和/或三聚酰胺氧化胺。

其中，所述具有二個(gè)親水基團(tuán)或三個(gè)親水基團(tuán)和二個(gè)疏水基團(tuán)或三個(gè)疏水基團(tuán)的酰胺氧化胺具有如下式I、式II或式III所示的結(jié)構(gòu)：