[發明專利]含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液及其制法

在審

• 申請號: 201410355821.7
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104130763A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 楊江;崔偉香;管保山;邱曉惠;盧擁軍;丁云宏
• 申請（專利權）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;C09K8/506;C09K8/03
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液及其制法與應用，屬于油氣田開發技術領域。

背景技術

隨著油氣藏開采的不斷深入，對低滲透儲層的改造越來越成為主要的開發領域，因此壓裂改造技術已經成為油氣田開發的一項重要增產措施，而作為壓裂改造的工作液，低傷害高效能的壓裂液已經成為壓裂液研究領域的熱門及發展趨勢。自上世紀90年代逐步開發并應用的粘彈性表面活性劑(VES)壓裂液具有較好的粘彈性、無殘渣及低傷害等特點，因此已作為理想的壓裂改造用液體成為國內外學者的主要研究對象，但粘彈性表面活性劑壓裂液在應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用。

將現有表面活性劑壓裂液的性能優化，開發具有濾失量小、用量小、性能好的粘彈性表面活性劑壓裂液已成為業內人士共同研究的方向。CN102093874A公開了一種陰離子型納米復合壓裂液，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合，能夠作為壓裂液使用。US7544643B2公開了一種壓電、熱電納米材料與粘彈性表面活性劑的復合體系，其可以穩定高溫下耐剪切的穩定性，同時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。美國專利7244694公開了一種單壁納米碳管與陽離子，兩性離子粘彈性表面活性劑的復合體系，其可以穩定高溫下耐剪切的穩定性。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液。本發明的納米復合壓裂液具有粘彈性陰離子表面活性劑用量低、制備方法簡單等優點，可用于油氣田開發中的壓裂液、完井液、堵水調剖等領域。

本發明的目的還在于提供上述壓裂液的制備方法。

本發明的目的還在于提供上述壓裂液在油氣田開發中的壓裂液、完井液、堵水調剖等領域的應用。

為達到上述目的，本發明提供一種含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液，以該壓裂液的重量百分比計，其組成包括：

納米碳管??????????????????????0.05-3％；

粘彈性陰離子表面活性劑????????0.5-5％；

水????????????????????????????余量。

在上述的壓裂液中，優選地，采用的納米碳管包括單壁納米碳管、雙壁納米碳管、多壁納米碳管中的一種或幾種的組合，更優選地，該納米碳管包括表面羥基化和/或表面羧基化的納米碳管。

在上述的壓裂液中，優選地，采用的納米碳管的直徑為1-200nm，長度為0.2-50μm。

陰離子表面活性劑較陽離子、兩性離子表面活性劑具有吸附少的優點。在上述的壓裂液中，優選地，采用的粘彈性陰離子表面活性劑包括油酸鈉、芥酸鈉、二聚酸鈉、油酸肌氨酸鈉中的一種或幾種的組合。

根據本發明的具體實施方案，優選地，以該壓裂液的重量百分比計，其組成還包括0.1-8％的鹽類物質；更優選地，采用的鹽類物質包括氯化鈉、氯化鉀、氯化銨中的一種或幾種的組合。

根據本發明的具體實施方案，優選地，以該壓裂液的重量百分比計，其組成還包括0-2％的添加劑；更優選地，采用的添加劑包括乙二胺四乙酸鈉、二乙烯三胺五乙酸鈉、檸檬酸鈉中的一種或幾種的組合。

本發明還提供了上述的含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液的制備方法，該方法包括以下步驟：

a、將粘彈性陰離子表面活性劑加到水中并攪拌均勻；

b、然后加入納米碳管，攪拌均勻后，得到所述的含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液。

在上述壓裂液的制備方法中，當含有鹽類物質、添加劑時，所述鹽類物質、添加劑是在上述步驟a中加入水中的。

本發明還提供了上述的含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液在油氣田開發中的壓裂液、完井液、堵水調剖等領域的應用。

本發明采用能夠在水中形成蠕蟲狀膠束的粘彈性陰離子表面活性劑與納米碳管發生締合交聯作用，形成交聯網狀結構，以得到復合壓裂液，上述的交聯網狀結構如圖1所示。納米碳管的加入能夠改善粘彈性陰離子表面活性劑的性能，可以大幅度降低表面活性劑的用量，增加耐溫性能；并且，納米碳管顆粒能夠與粘彈性陰離子表面活性劑膠束形成締合作用而增強膠束的空間網絡結構，增強壓裂液的耐溫性能，同時在應用過程中能夠形成類似聚合物應用過程中形成的濾餅，可以有效降低濾失量。

附圖說明

圖1為含納米碳管和粘彈性陰離子表面活性劑的壓裂液的交聯網狀結構示意圖。