[發明專利]一種納米顆粒增強型在線濃縮壓驅一體化壓裂液及方法

在審

• 申請號: 202211297920.5
• 申請日: 2022-10-21
• 公開（公告）號: CN115572593A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 敬登偉;李小平;楊賀琦;馬利靜;桑玉鳳
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

本發明提供一種納米顆粒增強型在線濃縮壓驅一體化壓裂液及方法，以質量百分比計，原料包括：減阻劑0.05％～0.5％、氟碳表面活性劑0.01％～0.1％、疏水納米SiO₂顆粒0.002％～0.02％和黏土穩定劑0.5％～1.0％，余量為水，上述各組分的質量百分比含量之和為100％。引入納米顆粒強化界面傳輸特性，使價格昂貴的氟碳型表面活性劑用量較之常規用量大幅減少，降低成本的同時提高壓裂液的表界面特性，并且壓驅一體，簡化施工工藝，其制備方法簡單，能夠進一步提高壓裂液的稠度和粘彈性能。

技術領域

本發明屬于油氣田開發技術領域，具體屬于一種納米顆粒增強型在線濃縮壓驅一體化壓裂液及方法。

背景技術

隨著油氣勘探開發的逐步深入，非常規油氣資源成為油氣產量的主要增長點，但非常規儲層物性大多具有埋藏深、低孔低滲、巖性復雜等特點，勘探開采難度大。儲層壓裂改造是目前一種有效的開發手段，使用的壓裂液主要是將各種不同的添加劑以特定濃度混合到水中，形成穩定均勻的溶液，將壓裂液注入地層，在壓力作用下使地層產生裂縫，通過支撐劑防止裂縫閉合，從而促進儲層油氣向井筒內的高效滲流，提高油氣產量。目前的壓裂液體系以水基壓裂液和油基壓裂液兩種類型為主，但普遍存在黏度低、抗高溫性能差、返排困難、水鎖損害顯著、濾失量高、表面活性劑用量大等方面的問題，影響油氣的產出。

為了解決上述問題，研究者們在原有的基礎上對壓裂液進行強化，以希望研制出性能優良、穩定性更高的壓裂液體系。CN103555312A公開了一種納米復合纖維清潔壓裂液以及其制備方法，其包含納米纖維復合物、纖維分散劑、防膨劑、調理劑和防垢劑，該壓裂液中存在一種纖維網絡，能夠提高壓裂液的強度和攜砂性能，減緩支撐劑的沉降速率，降低濾失率。CN102093874A公開了陰離子型納米復合清潔壓裂液及其制備方法，通過添加0.05～0.5份的納米顆粒，提高壓裂液體系的耐溫性能，降低濾失量。CN104419396A公開了一種納米復合壓裂液及其制備方法與應用，也通過添加0.05～3％的納米材料提高了壓裂液體系的攜砂性能，并且表面活性劑用量低、制備方法簡單、濾失量小。以往研究充分表明，納米材料對進一步提高壓裂液的性能有十分重要的作用，有助于深部復雜儲層油氣資源的進一步開采。但上述壓裂液體系對儲層內部孔滲結構的界面特性的改造能力較弱，在壓裂液返排效率上還需要進一步提高，并且壓裂液體系添加劑種類多、用量高，配制較為繁瑣不利于推廣使用，同時，過多的處理劑進入地層必然會對地下水造成污染。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種納米顆粒增強型在線濃縮壓驅一體化壓裂液及方法，引入納米顆粒強化界面傳輸特性，使價格昂貴的氟碳型表面活性劑用量較之常規用量大幅減少，降低成本的同時提高壓裂液的表界面特性，并且壓驅一體，簡化施工工藝，其制備方法簡單，能夠進一步提高壓裂液的稠度和粘彈性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種納米顆粒增強型在線濃縮壓驅一體化壓裂液，以質量百分比計，原料包括：減阻劑0.05％～0.5％、氟碳表面活性劑0.01％～0.1％、疏水納米SiO₂顆粒0.002％～0.02％和黏土穩定劑0.5％～1.0％，余量為水，上述各組分的質量百分比含量之和為100％。

進一步的，所述減阻劑為離子類聚丙烯酰胺。

進一步的，所述黏土穩定劑為季銨鹽型陽離子聚合物或COP-2黏土穩定劑。

進一步的，所述疏水納米SiO₂顆粒的直徑為20nm～50nm。

進一步的，所述疏水納米SiO₂顆粒的懸浮液將載玻片與去離子水的接觸角改變至130°～150°的范圍。

進一步的，所述氟碳表面活性劑為聚氧乙烯醚類氟碳表面活性劑。

本發明還提供一種納米顆粒增強型在線濃縮壓驅一體化壓裂液的制備方法，具體步驟如下：

S1制備減阻劑溶液；