[發(fā)明專利]一種磁性納米膜成像支撐劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010640215.5
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111880232B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張礦生;唐梅榮;王成旺;張翔;李川;杜現(xiàn)飛;馬兵;王廣濤;張同伍;李成政
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01V3/26
• 分類號: G01V3/26;C09K8/80
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 李新苗

本發(fā)明提供了一種磁性納米膜成像支撐劑及其制備方法和應(yīng)用，包括支撐劑內(nèi)核，支撐劑內(nèi)核從內(nèi)至外依次覆有磁性納米膜、生氣層和保護(hù)層，其中，各組分的質(zhì)量配比為：支撐劑內(nèi)核80?85份，磁性納米膜2?4份，生氣層10?15份，保護(hù)層1?2份。其中磁性納米膜具有磁單疇尺寸、超順磁性、磁性強(qiáng)的特性，可通過磁性納米探針檢測裂縫磁性擾動(dòng)而成像；生氣層遇水產(chǎn)水氣泡，實(shí)現(xiàn)本體在水中懸浮；保護(hù)層起到抗結(jié)塊、保護(hù)內(nèi)部成分的作用。磁性納米膜通過水、硝酸、異丙醇鋁按比例制備得到有機(jī)酸性溶劑，可將磁性金屬縮聚凝膠化，內(nèi)部形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，磁疇分散性好、尺寸可控、均一性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性納米膜成像支撐劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

低滲透、致密油氣和頁巖油氣資源儲量在全球及國內(nèi)都占相當(dāng)高的比例，水力壓裂已經(jīng)成為常規(guī)單井增產(chǎn)增注技術(shù)，一般該類油氣藏的油氣井投產(chǎn)初期必須采取水力壓裂增產(chǎn)措施，通過注入支撐劑實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大導(dǎo)流能力、提高壓裂增產(chǎn)效果、獲得高質(zhì)量的單井產(chǎn)量。水力壓裂在增產(chǎn)措施領(lǐng)域有至關(guān)重要的作用，水力裂縫的走向、形態(tài)和尺寸的監(jiān)測就顯得尤為重要。通過裂縫監(jiān)測成像可以評價(jià)裂縫的大致尺寸、是否產(chǎn)生了多裂縫、是否在目的層延伸，隨施工規(guī)模的增加可以獲得多少的裂縫長度和高度增長，確定最佳的施工規(guī)模和改造參數(shù)。但目前缺乏經(jīng)濟(jì)、直接、可重復(fù)的裂縫監(jiān)測方法來進(jìn)行裂縫成像。

目前裂縫監(jiān)測方法主要有傾斜儀裂縫監(jiān)測和微地震裂縫監(jiān)測，缺點(diǎn)是隨著觀測距離短，分辨率較低，只能獲得裂縫的大體形態(tài)，不能獲取支撐劑鋪置和導(dǎo)流能力方面的信息，不能獲得裂縫擴(kuò)展的細(xì)節(jié)信息，而這兩個(gè)參數(shù)在產(chǎn)能預(yù)測方面的作用至為關(guān)鍵。

為了獲得水力壓裂的支撐劑鋪置信息，又發(fā)展了放射性同位素示蹤劑監(jiān)測方法。該方法在壓裂過程中加入放射性成分?(有時(shí)采用多同位素)，壓裂之后進(jìn)行光譜伽馬射線測井；缺點(diǎn)是探測距離短，同時(shí)存在放射性的不安全隱患。為此，Symington（2006）提出了電壓裂法用于高溫儲層，利用傳導(dǎo)材料（鈣質(zhì)）支撐劑，從而定位支撐劑分布的方法。該方法可對支撐劑擴(kuò)展范圍、裂縫發(fā)育方向、大小進(jìn)行成像，?缺點(diǎn)是由于儲層流體等背景環(huán)境都具有導(dǎo)電屬性，造成成像干擾嚴(yán)重，探測距離和精度不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種磁性納米膜成像支撐劑及其制備方法和應(yīng)用，克服放射性支撐劑和傳導(dǎo)材料支撐劑在水力裂縫監(jiān)測成像中存在的問題。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種磁性納米膜成像支撐劑的制備方法，得到超順磁性且磁性強(qiáng)的納米膜支撐劑。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種磁性納米膜成像支撐劑的應(yīng)用，通過監(jiān)測壓裂前后的磁場變化，就能準(zhǔn)確確定水力裂縫的形態(tài)和支撐劑鋪置情況。

為此，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種磁性納米膜成像支撐劑，包括支撐劑內(nèi)核，所述支撐劑內(nèi)核從內(nèi)至外依次覆有磁性納米膜、生氣層和保護(hù)層，其中，各組分的質(zhì)量配比為：支撐劑內(nèi)核80-85份，磁性納米膜2-4份，生氣層10-15份，保護(hù)層1-2份。

所述磁性納米膜由磁性納米溶膠附著在支撐劑上形成，所述磁性納米溶膠由以下質(zhì)量百分比的物質(zhì)組成：硝酸20-25份，異丙醇鋁1-2份，鎳鐵鈷硝酸鹽溶液20-25份，其余為水。

所述生氣層包括以下質(zhì)量份數(shù)的物質(zhì)：粘結(jié)劑40-50份，多元醇類樹脂30-35份，異氰酸酯18-24份，胺類添加劑2-4份，催化劑0.1-0.2份。

所述保護(hù)層包括以下質(zhì)量份數(shù)的物質(zhì)：可降解納米材料35-45份，抗結(jié)塊劑55-65份。

所述鎳鐵鈷硝酸鹽溶液中鎳鐵鈷的摩爾比例為：65:31:4。