一種壓裂酸化納米乳液助排劑及其製備方法
2023-06-01 14:07:36 2
一種壓裂酸化納米乳液助排劑及其製備方法
【專利摘要】本發明提供一種壓裂酸化納米乳液助排劑及其製備方法。納米乳液的濃縮液以重量百分比計，其原料組成包括：油10-45％、表面活性劑10-45％、助表面活性劑2-20％、脂肪酸1-7％、脂肪胺1-7％，其餘為水。將此濃縮液稀釋攪拌到水相中可形成納米乳液。該納米乳液能夠應用於油氣藏壓裂改造中，降低油氣藏水鎖傷害。本發明的納米乳液助排劑具有返排效率高、製備方法簡單等優點。
【專利說明】一種壓裂酸化納米乳液助排劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種壓裂酸化納米乳液助排劑及其製備方法與應用，屬於石油化工技 術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著油氣藏開採的不斷深入，對超低滲透儲層的改造越來越成為主要的開發領 域，因此壓裂改造技術已經成為油氣田開發的一項重要增產措施。而作為壓裂改造的壓裂 液返排助劑對增產有著重要的作用。因為對於超低滲透，地層毛細管水鎖傷害現象非常嚴 重，有數據顯示在頁巖氣壓裂中60-90%注入液體滯留在地層。其中大部分水封閉滯留在壓 裂裂縫周邊和壓裂縫隙中。這些封閉滯留液體會嚴重減少地層相對滲透率，降低產量。因 此，如何排出這些液體是個重要的問題。已有報導很多不同種助排劑用來排出壓裂後的液 體，減少相封閉。
[0003] 國內外已有應用微乳液清理水鎖傷害的報導，其效果優於僅有常規表面活性劑組 成的助排劑，已經成功地應用於超低滲透油氣如頁巖氣、煤層氣、緻密砂巖等的開發過程 中。20030166472號美國專利申請公開了一種由D-檸檬烯、短鏈脂類溶劑和表面活性劑組 成的微乳液體系。7998911號美國專利公開了一種由環保型水溶性短鏈醇脂、油溶性脂肪 酸脂、非離子及陰離子表面活性劑混合物組成的微乳液。20110021386號美國專利申請公 開了一種由極性質子溶劑如N-甲基吡咯烷酮與表面活性劑形成的微乳液。中國專利申請 CN102127414A公開了一種由煤油/白油、烷基磺酸或硫酸鹽表面活性劑、低碳醇形成的微 乳液助排劑。微乳液是由油、表面活性劑、助表面活性劑和水組成的一種均相透明、熱力學 穩定的體系，尺寸在200nm以下。納米乳液也可以是微乳液，粒徑也在此納米範圍，但不一 定為熱力學穩定的體系。但是，上述這些專利無法克服油氣井壓裂酸化過程中存在的水鎖 傷害的問題。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術問題，本發明的目的在於提供一種新型壓裂酸化納米乳液助排 齊IJ。本發明的納米乳液助排劑具有製備方法簡單，可用於清理水鎖傷害，返排效果好，可增 加油氣產量等優點。
[0005] 本發明的目的還在於提供上述納米乳液助排劑的製備方法。
[0006] 本發明的目的還在於提供上述納米乳液助排劑在油氣藏壓裂改造中的應用。
[0007] 為達到上述目的，本發明提供一種壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液，以重量百 分比計，該濃縮液的原料組成包括：
[0008] 油 10-45%; 表面活性劑 10-45%; 助表面活性劑 2-20%; 脂肪酸 1-7%; 脂肪胺 1-7%; 水 金軍~〇
[0009] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的油包括D-檸檬烯、植物油脂、白油、煤油中的 一種或幾種的組合。
[0010] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的表面活性劑包括非離子表面活性劑和/或兩 性表面活性劑。
[0011] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的非離子表面活性劑包括烷基聚氧乙烯醚、烷基 胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的一種或幾種的組合。
[0012] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油 聚氧乙烯醚的聚氧乙烯值為4-10。
[0013] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的兩性表面活性劑包括烷基甜菜鹼、烷基醯胺丙 基甜菜鹼、烷基氧化胺、烷基醯胺丙基氧化胺中的一種或幾種的組合。
[0014] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的烷基甜菜鹼、烷基醯胺丙基甜菜鹼、烷基氧化 胺、烷基醯胺丙基氧化胺的烷基碳鏈長度為10-20。
[0015] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的助表面活性劑包括丙醇、異丙醇、丁醇、乙二醇 單丁醚、二乙二醇單丁醚、戊醇中的一種或幾種的組合。這些助表面活性劑與表面活性劑主 劑的比例可以由本領域的一般技術人員進行常規的選擇和調節。
[0016] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的脂肪酸為油酸、棕櫚酸、芥酸中的一種或幾種 的組合。
[0017] 在上述濃縮液中，優選地，所採用的脂肪胺為十六胺、十八胺、油酸胺中的一種或 幾種的組合。
[0018] 本發明還提供了上述壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液的製備方法，該方法包括 以下步驟：
[0019] 將所述壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液的各種原料相互混合，得到所述壓裂酸 化納米乳液助排劑的濃縮液。
[0020] 本發明還提供了一種壓裂酸化納米乳液助排劑，其中，該壓裂酸化納米乳液助 排劑是由上述濃縮液與水或者水溶液混合得到的，其中，所述納米乳液助排劑的用量為 0· 01% -0· 5%。
[0021] 在上述納米乳液助排劑中，優選地，所採用的水溶液包括氯化鈉水溶液、氯化鉀水 溶液、氯化銨水溶液、酸液中的一種或幾種的組合。
[0022] 在上述納米乳液助排劑中，優選地，所述納米乳液的粒徑為10_200nm。
[0023] 本發明還提供了一種壓裂酸化納米乳液助排劑的製備方法，該方法包括以下步 驟：
[0024] 將上述壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液與水或水溶液進行混合稀釋，得到壓裂 酸化納米乳液助排劑。
[0025] 本發明還提供了壓裂酸化納米乳液助排劑在油氣藏壓裂改造中的應用。
[0026] 本發明的壓裂酸化納米乳液助排劑可應用於油氣藏的壓裂改造，納米乳液助排劑 隨植物膠如瓜爾膠，合成聚合物如聚丙烯醯胺被壓入地層，由於該助排劑具有降低表面張 力，增大接觸角的功能，因此，可使該壓裂液具有較好的清理水鎖傷害性能，從而提高油氣 藏的壓裂改造效果，增加天然氣產量。另外，壓裂液中還可包括其他添加劑如緩蝕劑、酸、分 散劑、增粘劑、潤滑劑等。
【具體實施方式】
[0027] 為了對本發明的技術特徵、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施範圍的限定。
[0028] 實施例1
[0029] 本實施例提供了一種壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液，以重量百分比計，其原 料組成包括：
[0030] D-檸檬烯油45%、非離子表面活性劑異構十三醇聚氧丙烯（4)聚氧乙烯（6)醚 35%、異丙醇8%、油酸胺2. 6%、油酸1. 3%、餘量為水。
[0031] 該濃縮液是通過以下步驟製備的：
[0032] 將D-檸檬烯油、非離子表面活性劑異構十三醇聚氧丙烯（4)聚氧乙烯（6)醚、異 丙醇、油酸胺、油酸混合，然後加入水平衡到1〇〇%，混合均勻，得到濃縮液。
[0033] 實施例2
[0034] 本實施例提供了一種壓裂酸化納米乳液助排劑，其是將實施例1的濃縮液用濃度 為2wt%的KC1水稀釋得到的均一透明或淡藍色的納米乳液，濃縮液的用量為0. 2wt%，該 納米乳液的尺寸通過動態雷射散射測定：液體顆粒直徑在20-100鈉米之間。
[0035] 實施例3
[0036] 返排效率測試：
[0037] 採用實施例2的納米乳液作為助排劑，將20-40目石英砂充填到長25cm、直徑 2. 5cm的填砂管中，上下震動200次使每次滲透率基本保持一致，室溫下，將待測的納米乳 液注入到填砂管中，打開下部閥門，使液體在重力作用下流出，記錄流出液量，計算得到返 排效率為76%。
[0038] 相比較未加納米乳液的水的返排效率為57%，未加脂肪酸、脂肪胺的返排效率為 70%，可以看出加入脂肪酸、脂肪胺可以進一步提高納米乳液返排率。
[0039] 實施例4
[0040] 本實施例提供了一種壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液，以重量百分比計，其原 料組成包括：植物油脂20%，非離子表面活性劑異構十三醇聚氧丙烯（4)聚氧乙烯（6)醚 19 %，十二烷基氧化胺（30 %濃度）21 %，乙二醇單丁醚10 %，油酸胺3 %，油酸1. 5 %，餘量 為水。
[0041] 該濃縮液是通過以下步驟製備的：
[0042] 將植物油脂、非離子表面活性劑異構十三醇聚氧丙烯（4)聚氧乙烯（6)醚、十二烷
【權利要求】
1. 一種壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液，以重量百分比計，該濃縮液的原料組成包 括： 油 10-45%; 表面活性劑 10-45%; 助表面活性劑 2-20%; 脂肪酸 1-7%; 脂肪胺 1-7%; 水 餘量。
2. 根據權利要求1所述的濃縮液，其中，所述油包括D-檸檬烯、植物油脂、白油、煤油中 的一種或幾種的組合。
3. 根據權利要求1所述的濃縮液，其中，所述表面活性劑包括非離子表面活性劑和/或 兩性表面活性劑。
4. 根據權利要求3所述的濃縮液，其中，所述非離子表面活性劑包括烷基聚氧乙烯醚、 烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的一種或幾種的組合；優選地，所述烷 基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚的聚氧乙烯值為4-10。
5. 根據權利要求3所述的濃縮液，其中，所述兩性表面活性劑包括烷基甜菜鹼、烷基 醯胺丙基甜菜鹼、烷基氧化胺、烷基醯胺丙基氧化胺中的一種或幾種的組合；優選地，所述 烷基甜菜鹼、烷基醯胺丙基甜菜鹼、烷基氧化胺、烷基醯胺丙基氧化胺的烷基碳鏈長度為 10-20。
6. 根據權利要求1所述的濃縮液，其中，所述助表面活性劑包括丙醇、異丙醇、丁醇、乙 二醇單丁醚、二乙二醇單丁醚、戊醇中的一種或幾種的組合。
7. 根據權利要求1所述的濃縮液，其中，所述脂肪酸包括油酸、棕櫚酸、芥酸中的一種 或幾種的組合。
8. 根據權利要求1所述的濃縮液，其中，所述脂肪胺包括十六胺、十八胺、油酸胺中的 一種或幾種的組合。
9. 一種壓裂酸化納米乳液助排劑，其中，該壓裂酸化納米乳液助排劑是由權利要求 1-8任一項所述的壓裂酸化納米乳液助排劑的濃縮液與水或者水溶液混合得到的，其中， 所述納米乳液助排劑的濃縮液的用量為〇. 01% -〇. 5% ;優選地，所述納米乳液的粒徑為 10_200nm。
10. 根據權利要求9所述的納米乳液助排劑，其中，所述的水溶液包括氯化鈉水溶液、 氯化鉀水溶液、氯化銨水溶液、酸液中的一種或幾種的組合。
【文檔編號】C09K8/74GK104119852SQ201410301307
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】楊江, 姜偉, 管保山, 盧擁軍, 丁雲宏, 邱曉惠, 崔偉香 申請人:中國石油天然氣股份有限公司