[發明專利]一種納米材料復合清潔壓裂液及其制備方法

在審

• 申請號: 202110304247.2
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112940705A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 陳厚發;郝緩;周皓;邢警;盧慧敏;耿文;李宏岐;樊松彩
• 申請（專利權）人: 鄭州市新鄭梅久實業有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 鄭州科碩專利代理事務所(普通合伙) 41157
• 代理人: 徐園園

本發明提供了一種納米材料復合清潔壓裂液，其包括以下質量分數的組分：改性二氧化硅粒子1%?5%、粘彈性表面活性劑0.5%?5%、反離子助劑0.5%?5%，余量為水；其中，所述改性二氧化硅的平均粒徑40?60 nm，數均分子量為100?300萬。該納米材料復合清潔壓裂液采用改性二氧化硅粒子、粘彈性表面活性劑、反離子助劑相接合，使得壓裂液具有良好的黏彈性能和抗剪切性能，達到壓裂液攜砂要求。同時，本發明還提供了一種所述納米材料復合清潔壓裂液的制備方法。

技術領域

本發明涉及油氣開采領域，具體的說，涉及了一種納米材料復合清潔壓裂液及其制備方法。

背景技術

壓裂液是流體礦(氣、汽、油、淡水、鹽水、熱水等)在開采過程中，為了獲得高產而借用液體傳導力(如水力等)壓裂措施時所用的液體。油層水力壓裂的過程是在地面采用高壓大排量的泵，利用液體傳壓的原理，將具有一定粘度的液體（通常稱之為壓裂液），以大于油層的吸收能力的壓力向油層注入，并使井筒內壓力逐漸升高，從而在井底形成高壓，當此壓力大于井壁附近的地應力和地層巖石的抗張強度時，便在井底附近地層產生裂縫：繼續注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，關井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近地層內形成具有一定幾何尺寸和高導流能力的填砂裂縫，是井達到增產增注的目的。支撐劑一般以陶粒砂為主，而壓裂液主要目的是攜砂，也就是攜帶支撐劑泵入地層。目前常見的壓裂液主要為胍膠壓裂液，結合硼類交聯劑提升粘度，容易造成污染。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，從而提供一種納米材料復合清潔壓裂液及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種納米材料復合清潔壓裂液，其包括以下質量分數的組分：改性二氧化硅粒子1%-5%、粘彈性表面活性劑0.5%-5%、反離子助劑0.5%-5%，余量為水；其中，所述改性二氧化硅的平均粒徑40-60 nm，數均分子量為100-300萬。

基于上述，所述粘彈性表面活性劑包括季銨鹽陽離子表面活性劑、甜菜堿兩性表面活性劑、氧化胺型兩性表面活性劑中的一種或多種。

基于上述，所述反離子助劑選自氯化鈉、硝酸鈉、氯化鉀、鄰苯二甲酸鈉、水楊酸鈉、硝酸鈉、馬來酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉或對甲苯磺酸鈉。

基于上述，所述改性二氧化硅的原料包括溶劑、引發劑、納米二氧化硅、聚合單體和/或乳化劑和/或無機鹽。

一種所述納米材料復合清潔壓裂液的制備方法，其包括以下步驟：先制備改性二氧化硅粒子，然后將改性二氧化硅粒子、粘彈性表面活性劑、反離子助劑和水混合均勻。

基于上述，所述改性二氧化硅粒子的制備步驟包括：以質量份數計，將2-5份的納米二氧化硅、0.5-2份的乳化劑、3-7份的聚合單體和7-15份的水，在1000-2000 r/min條件下攪拌1-5 min混合均勻，得到第一混合液備用；將0.5-2份的乳化劑、5-10份的聚合單體和5-15份的水，在1000-2000 r/min條件下攪拌1-5 min混合均勻，得到第二混合液備用；將0.1-1份引發劑和5-10份水混合均勻，得到第二混合液備用；將2-5份的納米二氧化硅、0.1-1份的無機鹽、0.5-1份的乳化劑、0.1-1份引發劑和10-20份的水添加入反應釜內，在200-300 r/min條件下攪拌并加熱至40-80 ℃，加入第一混合液，反應10-30 min；同步加入第二混合液和第三混合液，反應30-120 min，得到改性二氧化硅溶液。