[發(fā)明專利]一種納米復合壓裂液及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710426793.7
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107325805B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 柯?lián)P船;胡旭
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 劉丹;黃健

1.一種納米復合壓裂液，其特征在于，包括如下重量份的組分：

納米復合稠化劑0.1～1.0份、結(jié)構(gòu)調(diào)整劑0.1～0.5份、粘土穩(wěn)定劑0.1～1.0份、助排劑0.1～1.0份、起泡劑0.1～1.0份、有機交聯(lián)劑0.1～2.0份、破膠劑0.01～0.5份和水90.0～99.39份，

其中，所述結(jié)構(gòu)調(diào)整劑選自羥甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素中的至少一種；

所述納米復合稠化劑是通過包括有如下步驟的制備方法制得：

將0.02～2.0重量份的氧化劑，0.02～2.0重量份的還原劑和0.01～2.0重量份的引發(fā)劑混合，形成催化體系；

將所述催化體系與0.5～2.0重量份的納米無機相、100～1000質(zhì)量份的水和100～500重量份的水溶性單體進行原位聚合反應3～8小時，得到納米復合稠化劑；

所述水溶性單體為丙烯酰胺單體；

所述納米無機相通過以下方法制備得到：

采用共沉淀法，將水溶性鎂鹽和鋁鹽以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合物在堿性條件下反應，得到含鎂鋁的水滑石漿液；

將層狀硅酸鹽與水按質(zhì)量比1：(10～20)混合，維持攪拌20～30min，形成溶脹體系；

基于層狀硅酸鹽的質(zhì)量，將上述溶脹體系在70～80℃下加入1～10％的插層劑，30～35Hz下攪拌反應10～12h，之后基于層狀硅酸鹽的質(zhì)量加入1～2％的非離子型表面活性劑，繼續(xù)反應4～6h，得到插層反應體系；

基于上述插層反應體系的體積，加入20～30％的含鎂鋁的水滑石漿液，于60～75℃反應3～10h，得到粒徑分布范圍為500.0～1100.0nm、層間距為1.0～4.0nm的所述納米無機相。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復合壓裂液，其特征在于，所述有機交聯(lián)劑選自有機鋯交聯(lián)劑、有機鋁交聯(lián)劑或有機鋯鋁復合交聯(lián)劑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復合壓裂液，其特征在于，所述粘土穩(wěn)定劑選自氯化鉀和氯化銨中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復合壓裂液，其特征在于，所述助排劑選自十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基溴化銨和氟碳表面活性劑中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復合壓裂液，其特征在于，所述起泡劑選自十二烷基硫酸鈉、苯磺酸鈉和聚氧乙烯辛基苯酚醚-10中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米復合壓裂液，其特征在于，所述破膠劑選自過硫酸銨和過硫酸鉀中的至少一種。

7.權(quán)利要求1-6任一項所述納米復合壓裂液在油氣開采中的應用。

8.一種納米復合壓裂液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

將0.1～1.0重量份的納米復合稠化劑和0.1～0.5重量份的結(jié)構(gòu)調(diào)整劑在90.0～99.39重量份的水中溶解，得到基液；

將所述基液與0.1～1.0重量份的粘土穩(wěn)定劑、0.1～1.0重量份的助排劑、0.1～1.0重量份的起泡劑混合均勻，形成第一混合液；

將所述第一混合液與0.1～2.0重量份的有機交聯(lián)劑混合均勻，得到第二混合液；

將所述第二混合液與0.01～0.5重量份的破膠劑混合，得到納米復合壓裂液；

其中，所述結(jié)構(gòu)調(diào)整劑選自羥甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素中的至少一種；

所述納米復合稠化劑的制備方法包括：

將0.02～2.0重量份的氧化劑，0.02～2.0重量份的還原劑和0.01～2.0重量份的引發(fā)劑混合，形成催化體系；

將所述催化體系與0.5～2重量份的納米無機相、100～1000質(zhì)量份的水和100～500重量份的水溶性單體進行原位聚合反應3～8小時，得到納米復合稠化劑；

所述水溶性單體為丙烯酰胺單體；

所述納米無機相通過以下方法制備得到：

采用共沉淀法，將水溶性鎂鹽和鋁鹽以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合物在堿性條件下反應，得到含鎂鋁的水滑石漿液；

將層狀硅酸鹽與水按質(zhì)量比1：(10～20)混合，維持攪拌20～30min，形成溶脹體系；

基于層狀硅酸鹽的質(zhì)量，將上述溶脹體系在70～80℃下加入1～10％的插層劑，30～35Hz下攪拌反應10～12h，之后基于層狀硅酸鹽的質(zhì)量加入1～2％的非離子型表面活性劑，繼續(xù)反應4～6h，得到插層反應體系；

基于上述插層反應體系的體積，加入20～30％的含鎂鋁的水滑石漿液，于60～75℃反應3～10h，得到粒徑分布范圍為500.0～1100.0nm、層間距為1.0～4.0nm的所述納米無機相。