一種壓裂液納米降濾劑及其合成方法
2023-12-01 13:00:36
一種壓裂液納米降濾劑及其合成方法
【專利摘要】本發明提供了一種壓裂液納米降濾劑，由以下重量百分比的原料組合而成：15.0%—35.0%納米級脂溶性樹脂顆粒、0.1%—0.3%膠體穩定劑、0.1%—1.5%親水性乳化劑、0.1%—1.5%親油性乳化劑和61.7%—84.7%水。本發明與現有技術相比具有以下優勢：有效物含量高，便於運輸；流動性好，便於現場使用；穩定性好，有利於長期貯存放置；通過納米處理技術，膠體顆粒均勻且粒徑可以調整，與地層匹配性更佳，降濾失效果更好，能有效降低儲層汙染。
【專利說明】一種壓裂液納米降濾劑及其合成方法
【技術領域】
[0001 ] 本專利涉及用於鑽孔或鑽井的組合物，具體涉及到一種壓裂液用的降濾劑。
技術背景
[0002]近年來，隨著一些油田開採進行很多油井進入開採中末期，通常採用酸化壓裂的手段提高採油量，而且新增油田的井位多位於低孔低滲層位，油井開採前也通常通過酸化壓裂手段增加油井產油效率，而壓裂液降濾劑是必不可少的輔助助劑。
[0003]目前已知的壓裂液降濾劑例子如下:松香樹脂-瓜爾豆膠-乳化劑、松香樹脂-羥丙基纖維素-乳化劑體系構成。由於松香樹脂是一種具有多種成分的混合物，其成分因松樹種類不同而略有差異，主要由樹脂酸組成，另有少量脂肪酸和中性物質。一般樹脂酸的含量為85.6~88.7%，脂肪酸含量為2.5~5.4%，中性物質的含量為5.2~7.6%，因為松香脂含低聚物的成分太多，性質活潑，易於氧化析出。松香樹脂經粉碎機機械粉碎，粒徑大且粒徑分布不均勻，降濾失效果差，穩定性差，易分層，無法長期保存，性能不能很好地滿足壓裂液使用需求。
【發明內容】
[0004]本專利目的是解 決現有技術存在的不足，提供一種壓裂液用納米級降濾劑的生產方法。該降濾劑為乳黃色納米膠體乳液，該乳液流動性好，穩定性高，油溶性納米顆粒粒徑分布均勻，根據地層資料可以調整粒徑分布使得降濾劑與地層匹配，降濾失效果好，性能卓越。
[0005]為了合成該降濾劑，採用如下技術方案:
這種壓裂液納米降濾劑，由以下重量百分比的原料組合而成:
納米級脂溶性樹脂顆粒 15.0%—35.0%
膠體穩定劑0.1%—0.3%
親水性乳化劑0.1%— 1.5%
親油性乳化劑0.1% — 1.5%
水61.7%—84.7%。
[0006]這種壓裂液納米降濾劑的合成方法，根據前述各原料及其重量百分比，按照以下步驟製備:
(1)將脂溶性樹脂用機械粉碎機粉碎至80目一150目備用；
(2)將親水性乳化劑、親水性乳化劑和水在反應器中攪拌至完全溶解形成水溶液，升溫至 50±10°C ；
(3)將膠體穩定劑緩慢加入步驟(2)的水溶液中保持溫度攪拌Ih至完全溶解；
(4)將步驟(1)的脂溶性樹脂加入到步驟(3)的水溶液，保持溫度攪拌1.5h至物料成為懸浮乳液；
(5)將步驟(4)的懸浮乳液在50±10°C條件下通過納米膠體磨形成透明膠狀液體，其中的脂溶性樹脂顆粒的粒徑為800納米一2000納米。
[0007]具體地，所述的脂溶性樹脂包括C5石油樹脂、C9石油樹脂、酚醛改性松香樹脂其中的一種或多種；所述的膠體穩定劑包括聚丙烯醯胺、瓜爾豆膠、改性瓜爾豆膠、羧甲基澱粉鈉、羥丙基澱粉、羧甲基纖維素鹽、羥丙基纖維素、黃原膠、卡拉膠其中的一種或多種；所述的親水性乳化劑包括0P-10、TWeen-80、AES-9、石油磺酸鈉、a-烯烴磺酸鈉、油酸鈉、硬脂酸鈉其中的一種或多種；所述的親油性乳化劑包括OP-4、SP-20、AES-7、石油磺酸鈣、a-烯烴磺酸鈣、油酸鈣、硬脂酸鈣其中的一種或多種。
[0008]作為優選，所述的脂溶性樹脂為酚醛改性松香樹脂；所述的膠體穩定劑為瓜爾豆膠；所述的親水性乳化劑為0P-10 ;所述的親油性乳化劑為SP-20。
[0009]本發明與現有技術相比具有以下優勢:有效物含量高，便於運輸；流動性好，便於現場使用；穩定性好，有利於長期貯存放置；通過納米處理技術，膠體顆粒均勻且粒徑可以調整，與地層匹配性更佳，降濾失效果更好，能有效降低儲層汙染。
【具體實施方式】
[0010]下面通過具體實例對本專利壓裂液用納米降濾劑合成過程做詳細的說明。
[0011]實施例1
原料準備:選定酚醛樹脂，粉碎至80目、瓜爾豆膠、親油性乳化劑SP-20、親水性乳化劑0P-10、去離子水按下面重量配比進行稱量。
[0012]溶液配製:稱量200g去離子水，加入3g親水性乳化劑OP-1OUg親油性乳化劑SP-20，攪拌至完全溶解，用時5min ;均勻緩慢加入0.3g瓜爾膠，攪拌至完全溶解，用時lh。
[0013]溶液的調整:將配製好的反應液升溫至40°C。
[0014]懸浮乳液的製備:稱量60g酚醛改性松香樹脂，緩慢加入反應液，保持溫度攪拌1.5h，此時反應液為乳黃色樹脂懸浮液。
[0015]納米膠體乳液的製備:將納米膠體磨的粒徑範圍調整至800nm，轉速調整至llOOr/min，將製備好的樹脂懸浮液通過納米膠體磨，即製得壓裂液納米降濾劑。
[0016]實施例2
原料準備:選定酚醛改性松香樹脂，粉碎至150目、瓜爾豆膠、親水油乳化劑SP-20、親水性乳化劑0P-10、去離子水按下面重量配比進行稱量。
[0017]溶液配製:稱量200g去離子水，加入3g親水性乳化劑0P-10、lg親水油乳化劑SP-20,攪拌至完全溶解,用時5min ;均勻緩慢加入0.3g瓜爾豆膠,攪拌至完全溶解,用時Ih0
[0018]溶液的調整:將配製好的反應液升溫至60°C。
[0019]懸浮乳液的製備:稱量60g酚醛改性松香樹脂，緩慢加入到前述水溶液中，保持溫度攪拌1.5h，此時反應液為乳黃色樹脂懸浮液。
[0020]納米膠體乳液的製備:將納米膠體磨的粒徑範圍調整至2000nm，轉速調整至llOOr/min，將製備好的樹脂懸浮液通過納米膠體磨，即製得壓裂液用納米降濾劑。
[0021]實施例3
原料準備:選定C5石油樹脂和C9石油樹脂，粉碎至100目、羧甲基澱粉鈉、羥丙基澱粉、羧甲基纖維素鹽、TWeen-80、AES-9、石油磺酸鈉、石油磺酸鈣、a-烯烴磺酸鈣、油酸鈣、硬脂酸鈣、去離子水按下面重量配比進行稱量。
[0022]溶液配製:稱量去離子水847g,加入5gTWeen_80、5gAES_9、5g石油磺酸鈉、3g石油磺酸H3g a-烯烴磺酸H3g油酸H6g硬脂酸|丐，攪拌至完全溶解,用時5min ;均勻緩慢加入Ig羧甲基澱粉鈉、Ig羥丙基澱粉、Ig羧甲基纖維素鹽，攪拌至完全溶解，用時lh。
[0023]溶液的調整:將配製好的反應液升溫至50°C。
[0024]懸浮乳液的製備:稱量C5石油樹脂IOg和C9石油樹脂25g，緩慢加入到前述水溶液中，保持溫度攪拌1.5h，此時反應液為懸浮液。
[0025]納米膠體乳液的製備:將納米膠體磨的粒徑範圍調整至lOOOnm，轉速調整至llOOr/min，將製備好的懸浮液通過納米膠體磨，即製得壓裂液用納米降濾劑。
[0026]實施例4
原料準備:選定(:9石油樹脂，粉碎至130目、聚丙烯醯胺、油酸鈉、石油磺酸鈣、改性瓜爾豆膠去離子水按下面重量配比進行稱量。
[0027]溶液配製:稱量去離子水617g，加入油酸鈉10g，石油磺酸鈣10g，攪拌至完全溶解，用時5min ;均勻緩慢加入Ig改性瓜爾豆膠，攪拌至完全溶解，用時lh。
[0028]溶液的調整:將配製好的反應液升溫至55°C。
[0029]懸浮乳液的製備:稱量C9石油樹脂15g，緩慢加入到前述水溶液中，保持溫度攪拌
1.5h，此時反應液為懸浮液。
[0030]納米膠體乳液的製備:將納米膠體磨的粒徑範圍調整至900nm，轉速調整至llOOr/min，將製備好的懸浮液通過納米膠體磨，即製得壓裂液用納米降濾劑。
[0031]實施效果檢驗:
【權利要求】
1.一種壓裂液納米降濾劑，由以下重量百分比的原料組合而成: 納米級脂溶性樹脂顆粒 15.0%—35.0% 膠體穩定劑0.1%—0.3% 親水性乳化劑0.1%— 1.5% 親油性乳化劑0.1% — 1.5% 水61.7%—84.7%。
2.—種壓裂液納米降濾劑的合成方法，根據權利要求1的各原料及其重量百分比，按照以下步驟製備: 將脂溶性樹脂用機械粉碎機粉碎至80目一 150目備用； 將親水性乳化劑、親水性乳化劑和水在反應器中攪拌至完全溶解形成水溶液，升溫至50±10°C ； 將膠體穩定劑緩慢加入步驟(2)的水溶液中保持溫度攪拌Ih至完全溶解； 將步驟(1)的脂溶性樹脂加入到步驟(3)的水溶液，保持溫度攪拌1.5h至物料成為懸浮乳液； 將步驟(4)的懸浮乳液在50±10°C條件下通過納米膠體磨形成透明膠狀液體，其中的脂溶性樹脂顆粒的粒徑為800納米一 2000納米。
3.權利要求1的降濾劑或權利要求2的合成方法，其特徵是所述的脂溶性樹脂包括C5石油樹脂、C9石油樹脂、酚醛改性松香樹脂其中的一種或多種；所述的膠體穩定劑包括聚丙烯醯胺、瓜爾豆膠、改性瓜爾豆膠、羧甲基澱粉鈉、羥丙基澱粉、羧甲基纖維素鹽、羥丙基纖維素、黃原膠、卡拉膠其中的一種或多種；所述的親水性乳化劑包括OP-10、TWeen-80、AES-9、石油磺酸鈉、a-烯烴磺酸鈉、油酸鈉、硬脂酸鈉其中的一種或多種；所述的親油性乳化劑包括OP-4、SP-20、AES-7、石油磺酸鈣、a-烯烴磺酸鈣、油酸鈣、硬脂酸鈣其中的一種或多種。
4.權利要求1的降濾劑或權利要求2的合成方法，其特徵是所述的脂溶性樹脂為酚醛改性松香樹脂；所述的膠體穩定劑為瓜爾豆膠；所述的親水性乳化劑為OP-1O ;所述的親油性乳化劑為SP-20。
【文檔編號】C09K8/68GK103642482SQ201310682746
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】趙亮, 曹軍林, 高鳴池, 楊偉, 萬紹鑫 申請人:煙臺潤星環保科技發展有限公司