[發明專利]一種智能包封氧化劑及應用方法

有效

• 申請號: 202011344244.3
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112300773B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李駿;周利華;吳明移;何思源;張渝蘋;郭玉杰;鄒瑞萍;劉平禮
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;四川省帕提科斯能源科技有限公司
• 主分類號: C09K8/72
• 分類號: C09K8/72;C09K8/62;C09K8/80;C09K8/74;E21B43/22;C08F212/08;C08F220/18;C08F226/02
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種智能包封氧化劑，該氧化劑由芯材和包裹芯材的殼層材料組成，所述芯材是液態氧化劑或固體氧化劑；所述液體氧化劑為液溴、過氧化氫、三氟乙酸、過硫酸鹽溶液、高錳酸鉀溶液、次氯酸鹽溶液中的一種或至少兩種復合，所述固體氧化劑為過硫酸鹽、高錳酸鉀、次氯酸鹽中的一種或至少兩種復合；所述殼層材料是尺寸10?500nm的疏水性的納米顆粒，納米顆粒為氣相二氧化硅、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸芐酯)、苯乙烯?甲基丙烯酸芐酯?N?烯丙基三氟乙酰胺共聚物中的一種或至少兩種的復合。本發明的包覆氧化劑實現了氧化劑易運輸，對壓裂液無影響，氧化劑釋放可控、靶向性強，氧化作用距離長，施工方便，對施工設備及管柱無傷害的特點。

技術領域

本發明涉及油氣增產改造技術領域，特別涉及一種用于壓裂領域的提高壓裂效果的包封氧化劑體系及應用方法。

背景技術

頁巖氣作為一種資源潛力巨大、綠色環保的非常規天然氣，正逐步引領世界天然氣能源供給格局。我國頁巖氣資源豐富，可采資源量為10.0～32.0×10¹²m³，但由于頁巖氣儲層的滲透率較低，傳統的工藝開采方法并不能有效的開發此類儲層。因此大型體積水力壓裂技術常被用于開采此類儲層，體積水力壓裂能形成的復雜裂縫網絡并加入支撐劑形成人工壓裂通道，提升氣藏整體傳輸能力，卻仍存在的一些技術難題與挑戰。頁巖氣的產氣效率主要受氣藏中氣體分子傳輸到人工壓裂通道的快慢限制，因此如何提高氣體在低滲透的頁巖中的滲透率具有非常現實的意義。

頁巖普遍含有機質和黃鐵礦，這二者容易被氧化。其中有機質分為密集連續有機質、稀疏連續有機質和分散有機質3種類型，3種中連續性的有機質較多(不太確定)。黃鐵礦分為順層的細條帶狀(較少，約零點幾厘米，極少數達到1～2cm)、薄紋層狀(較少)以及結核狀黃鐵礦(較多，直徑一般1.0～20.0μm)。黃鐵礦被氧化后，在儲層中形成微米級孔洞。有機質被氧化后可將微米級孔洞連通，形成連續性通道。此外，頁巖的有機質含量通常為0.5-2％，黃鐵礦含量通常為1％～5％。有機質和黃鐵礦的含量與砂巖儲層中粘土礦物含量接近，因此頁巖氣層氧化改造過程中將頁巖中的有機質和黃鐵礦作為改造對象時，與常規儲層酸化改造相似，在顯著提高巖石滲透率的同時，不會破壞巖石結構的完整性。因此，合適的氧化劑的加入，可在不破快原儲層巖石完整性的情況下，形成新的、連續性的、高滲通道。

專利CN 110029977 A已有學者提出將氧化劑注入儲層，通過滯留儲層的氧化劑能持續改善頁巖氣傳輸通道，有利于實現頁巖氣井低成本高效開發目標。但該專利報道的氧化劑在使用過程中極容易造成存儲設備、施工設備、井下管道、井下工具的氧化腐蝕，增加施工風險，而且注入地層的氧化劑在未達到目標地層之前就提前發生氧化反應，不能達到預期效果。

發明內容

本發明的目的是針對現有氧化劑注入儲層過程中存在的氧化劑提前發生氧化反應，容易氧化腐蝕施工設備和管道等施工風險問題，提供一種新型的智能包覆氧化劑，將氧化劑包封起來，待氧化劑到達目標儲層位置后再釋放，實現氧化劑精準氧化目標儲層、不傷害施工設備及管線的目的。

本發明提供的智能包覆氧化劑，該氧化劑由芯材和包裹芯材的殼層材料組成，所述芯材是液態氧化劑或固體氧化劑溶液；所述液體氧化劑為液溴、過氧化氫、三氟乙酸的中一種或至少兩種復合，所述固體氧化劑為過硫酸鹽、高錳酸鉀、次氯酸鹽中的一種或至少兩種復合；所述殼層材料是尺寸10-500nm的疏水性的納米顆粒，納米顆粒為氣相二氧化硅、聚苯乙烯、聚(甲基丙烯酸芐酯)、苯乙烯-甲基丙烯酸芐酯-N-烯丙基三氟乙酰胺共聚物中的一種或至少兩種的復合。

當所述芯材采用液態氧化劑時，液態氧化劑與納米級疏水顆粒的質量比為(90-98)：(10-2)。制備方法是：在5000-30000rpm的轉速下攪拌液體氧化劑，加入殼層材料，繼續攪拌混合10-120s，使得液體氧化劑和殼層材料混合，然后得到粉末狀的包封氧化劑。