微乳纳米压裂增产剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微乳纳米压裂增产剂及其制备方法，微乳纳米压裂增产剂包括以下重量份数的组分：20～40重量份的表面活性剂、20～40重量份的柠檬烯、1～7重量份的脂肪酸、1～7重量份的脂肪胺、1～3重量份的第一包覆微型球和10～30重量份的水。本发明专利技术为纳米级的细小颗粒，能够深入微小的孔喉，能够到达压裂液波及的所有区域，在压裂液需要破胶时，与破胶剂接触发挥作用，大大降低压裂液破胶液的界面张力、表面张力，减少裂缝页岩固相界面上压裂液的吸附量，进入裂缝深处处理面积较大，能够降低压裂液破胶液的毛细管力，改善固体表面的润湿性，解除液锁伤害，从而提高压裂液返排率，最终实现流体矿产量的增加。

Microemulsion nanofracturing stimulating agent and its preparation method

The invention discloses a micro-emulsion nano-fracturing stimulating agent and its preparation method. The micro-emulsion nano-fracturing stimulating agent comprises the following weight components: 20-40 weight parts of surfactant, 20-40 weight parts of limonene, 1-7 weight parts of fatty acid, 1-7 weight parts of aliphatic amine, 1-3 weight parts of first coated microspheres and 10-30 weight parts of water. The invention is a nano-sized fine particle, which can penetrate into the tiny pore throat and reach all areas affected by the fracturing fluid. When the fracturing fluid needs to break the gel, it contacts the gel breaker to play a role, greatly reduces the interfacial tension and surface tension of the gel breaking fluid of the fracturing fluid, reduces the adsorption amount of the fracturing fluid on the solid-phase interface of the fractured shale, and has a large processing area into the deep fracture, and can reduce the interfacial tensi The capillary force of fracturing fluid gel breaking fluid can improve the wettability of solid surface and relieve the damage of liquid lock, thus improving the rate of fracturing fluid backflow, and ultimately realizing the increase of fluid mineral production.

【技术实现步骤摘要】
微乳纳米压裂增产剂及其制备方法
本专利技术涉及油气井增产
更具体地说，本专利技术涉及一种微乳纳米压裂增产剂及其制备方法。
技术介绍
压裂液为流体矿(气、汽、油、淡水、盐水、热水等)在开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力(如水力等)压裂措施时所用的液体，待压裂液使得在井底附近地层产生裂缝并向裂缝中注入支撑剂后，压裂液需要向上排出最终引流出并采集得到流体矿，压裂液的返排决定了流体矿的采集率，有数据显示在页岩气压裂中60～90％注入的压裂液体滞留在地层，其中大部分水封闭滞留在压裂裂缝周边和压裂缝隙中，这些封闭滞留液体会严重减少地层的相对渗透率，减少流体矿的产量。微乳液是由油、表面活性剂、助溶剂和水组成的一种均相透明、热力学稳定的体系，尺寸在200nm以下；将微乳纳米引用至压力液中能够有效降低吸附，降低毛细管力，微乳纳米体系进入裂缝深部增大处理体积，提高气相相对渗透率，改善固体表面润湿性，解除液锁伤害，清理和抑制孔喉内有机堵塞，改善流通效果，从而提高压裂液的返排率。在已有报道中通过向压裂液中加入表面活性剂复配液制得的增产剂，然而其降低压裂液的表面活性、界面张力的幅度较小，对压裂液的返排率的改善不明显，且不能够清理和抑制孔喉内的有机堵塞。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术另一个目的是提供一种微乳纳米压裂增产剂，其为纳米级的细小颗粒，能够深入微小的孔喉，能够到达压裂液波及的所有区域，在压裂液需要破胶时，与破胶剂接触发挥作用，大大降低压裂液破胶液的界面张力、表面张力，减少裂缝页岩固相界面上压裂液的吸附量，进入裂缝深处处理面积较大，能够降低压裂液破胶液的毛细管力，改善固体表面的润湿性，解除液锁伤害，从而提高压裂液返排率，最终实现流体矿产量的增加；本专利技术还通过加入包覆微型球，在破胶剂的作用下释放功能性物质，能够减少增产剂的加入量，进一步降低压裂液破胶液的界面张力、表面张力，同时这些功能性物质能够有效清理和抑制孔喉内的有机堵塞，改善流通效果，加快流体矿的采集速度，增大流体矿的产量。本专利技术还有一个目的是提供一种微乳纳米压裂增产剂的制备方法，其制备方法简单，可操作性强，制备得到的微乳纳米压裂增产剂分散均匀性良好，稳定性强。为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种微乳纳米压裂增产剂，其包括以下重量份数的组分：20～40重量份的表面活性剂、20～40重量份的柠檬烯、1～7重量份的脂肪酸、1～7重量份的脂肪胺、1～3重量份的第一包覆微型球和10～30重量份的水；其中，所述表面活性剂包括烷基酰胺丙基甜菜碱、含氟碳链Gemini表面活性剂和烷基胺聚氧乙烯醚，三者的重量比为1:3:2；所述第一包覆微型球为壳聚糖包覆羟基磷灰粉的纳米球，其制备方法为：将醋酸按重量比为2:1分为二份，将羟基磷灰粉与其中一份的醋酸混合得第一混合液，将另一份的醋酸、壳聚糖和石蜡混合，加热至50～60℃保温搅拌20～30min得第一包埋液，将第一包埋液逐滴加入温度为70～80℃的第一混合液中，保温并超声处理30～40min，得第一分散液，向第一分散液中加入体积分数为85％的乙醇水溶液沉降后，抽滤、收集滤饼，将滤饼置于60℃真空条件下干燥36h，研磨粉碎至粒径小于200nm，即得；其中，纳米级羟基磷灰粉、醋酸、壳聚糖和石蜡的重量比为2:1:3:10。优选的是，所述的微乳纳米压裂增产剂，还包括1～3重量份的第二包覆微型球，所述第二包覆微型球为海藻酸盐包覆石墨烯的纳米球，其制备方法包括以下步骤：步骤a、将石墨烯分散于去离子水中，得第二分散液，用水作为溶剂，配置质量浓度为0.25～0.5g/L的海藻酸钠溶液，将海藻酸钠溶液加入至第二分散液中并混合均匀，制备成混悬浆料；混悬浆料中石墨烯的质量分数为0.5～5％；步骤b、将混悬浆料滴加到浓度为0.1～5mol/L的氯化钙溶液中，静置反应2～3h后，将固相物从氯化钙溶液中分离出来，在温度为60～90℃的条件下烘干12～15h，然后粉碎至粒径小于200nm，即得。优选的是，所述的微乳纳米压裂增产剂，还包括1～3重量份的第三包覆微型球，所述第三包覆微型球为聚乙烯醇包覆二氧化铈的纳米球，其制备方法包括以下步骤：步骤S1、将海藻酸钠和聚乙烯醇溶于去离子水中，制备得到第二包埋液，其中海藻酸钠的质量分数为0.02～0.2％，聚乙烯醇的质量分数为10％；步骤S2、将聚氧化烯烃一聚硅氧烷共聚物和溴化十四烷基吡啶溶于水中，得第二混合液，向第二混合液中加入纳米二氧化铈，充分搅拌，超声震荡30min后，过滤、烘干、活化、研磨粉碎得有机二氧化铈纳米材料，将有机二氧化铈纳米材料与第二包埋液混合，搅拌使其混合均匀，得第三分散液；步骤S3、将第三分散液用带移液枪头的分液漏斗滴加至交联剂中，边搅拌边滴加，滴加完成后静置，交联反应2～3h后，将固相物从交联剂中分离出来，并用蒸馏水冲洗干净，在温度为60～90℃的条件下烘干12～15h，然后粉碎至粒径小于200nm，即得；其中，聚氧化烯烃一聚硅氧烷共聚物、溴化十四烷基吡啶和纳米二氧化铈的重量比为1:1:0.2。优选的是，所述的微乳纳米压裂增产剂，其特征在于，所述步骤a中，将石墨烯分散于去离子水中之前，还包括将石墨烯进行改性预处理的步骤，其中将石墨烯进行改性预处理的具体步骤为：将半纤维素酶与水混合制得质量浓度为0.5～0.8g/L的半纤维素酶溶液，将石墨烯浸入半纤维素酶溶液中12～18h，期间每隔2h超声振荡处理20～30min，随后过滤，收集石墨烯并置于50～60℃的烘箱中，干燥3～4h，即得改性石墨烯，改性石墨烯中半纤维素酶的吸附量为0.3mol/m2。优选的是，所述的微乳纳米压裂增产剂，所述柠檬烯的制备方法包括以下步骤：步骤i、收集新鲜柑橘类果皮，并置于氯化钠质量分数为5％的盐水中浸泡，20～30min后取出并用清水洗净，阴干，粉碎至粒径为2mm～5cm，得果皮粉，将果皮粉与磁性纳米颗粒按重量比为2:1混合，得混合粉；步骤ii、将所述混合粉置于汽爆罐内，加水至含水量为10～50％，并升温至100～120℃，再通入压缩空气升压至1～5MPa，保持温度和压力15～30min后，迅速打开汽爆罐的泄压阀，释放汽爆罐内压力至常压，得爆破物，用磁铁从爆破物中取出磁性纳米颗粒，得果皮渣；步骤iii、将果皮渣浸泡至质量分数为0.15～0.30％的维生素C溶液中，20～30min后取出，接着放入温度为45～55℃的烘箱中烘干至果皮渣含水量不大于14％，随后进行超临界二氧化碳萃取，萃取条件为：萃取压力为30MPa，萃取时间1h，萃取温度40℃，二氧化碳流量为21.27L/min，收集挥发油，即为柠檬烯。优选的是，所述的微乳纳米压裂增产剂，所述磁性纳米颗粒为Fe3O4磁性纳米颗粒。本专利技术还提供一种微乳纳米压裂增产剂的制备方法，其包括以下步骤：步骤一、将20～40重量份的表面活性剂和10～30重量份的水混合得第三混合液，将第三混合液均分为三等份，分别将1～3重量份的第一包覆微型球、1～3重量份的第二包覆微型球、1～3重量份的第三包覆微型球各分散于一等份的第三混合液中后，得第四分散液、第五分散液和第六分散液；步骤二、将第四分散液、第五分散液和第六分散液分别进行超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微乳纳米压裂增产剂，其特征在于，其包括以下重量份数的组分：20～40重量份的表面活性剂、20～40重量份的柠檬烯、1～7重量份的脂肪酸、1～7重量份的脂肪胺、1～3重量份的第一包覆微型球和10～30重量份的水；其中，所述表面活性剂包括烷基酰胺丙基甜菜碱、含氟碳链Gemini表面活性剂和烷基胺聚氧乙烯醚，三者的重量比为1:3:2；所述第一包覆微型球为壳聚糖包覆羟基磷灰粉的纳米球，其制备方法为：将醋酸按重量比为2:1分为两份，将羟基磷灰粉与其中一份的醋酸混合得第一混合液，将另一份的醋酸、壳聚糖和石蜡混合，加热至50～60℃保温搅拌20～30min，得第一包埋液，将第一包埋液逐滴加入温度为70～80℃的第一混合液中，保温并超声处理30～40min，得第一分散液，向第一分散液中加入体积分数为85％的乙醇水溶液沉降后，抽滤、收集滤饼，将滤饼置于60℃真空条件下干燥36h，研磨粉碎至粒径小于200nm，即得；其中，纳米级羟基磷灰粉、醋酸、壳聚糖和石蜡的重量比为2:1:3:10。

【技术特征摘要】
1.微乳纳米压裂增产剂，其特征在于，其包括以下重量份数的组分：20～40重量份的表面活性剂、20～40重量份的柠檬烯、1～7重量份的脂肪酸、1～7重量份的脂肪胺、1～3重量份的第一包覆微型球和10～30重量份的水；其中，所述表面活性剂包括烷基酰胺丙基甜菜碱、含氟碳链Gemini表面活性剂和烷基胺聚氧乙烯醚，三者的重量比为1:3:2；所述第一包覆微型球为壳聚糖包覆羟基磷灰粉的纳米球，其制备方法为：将醋酸按重量比为2:1分为两份，将羟基磷灰粉与其中一份的醋酸混合得第一混合液，将另一份的醋酸、壳聚糖和石蜡混合，加热至50～60℃保温搅拌20～30min，得第一包埋液，将第一包埋液逐滴加入温度为70～80℃的第一混合液中，保温并超声处理30～40min，得第一分散液，向第一分散液中加入体积分数为85％的乙醇水溶液沉降后，抽滤、收集滤饼，将滤饼置于60℃真空条件下干燥36h，研磨粉碎至粒径小于200nm，即得；其中，纳米级羟基磷灰粉、醋酸、壳聚糖和石蜡的重量比为2:1:3:10。2.如权利要求1所述的微乳纳米压裂增产剂，其特征在于，还包括1～3重量份的第二包覆微型球，所述第二包覆微型球为海藻酸盐包覆石墨烯的纳米球，其制备方法包括以下步骤：步骤a、将石墨烯分散于去离子水中，得第二分散液，用水作为溶剂，配置质量浓度为0.25～0.5g/L的海藻酸钠溶液，将海藻酸钠溶液加入第二分散液中并混合均匀，制备成混悬浆料；混悬浆料中石墨烯的质量分数为0.5～5％；步骤b、将混悬浆料滴加到浓度为0.1～5mol/L的氯化钙溶液中，静置反应2～3h后，将固相物从氯化钙溶液中分离出来，在温度为60～90℃的条件下烘干12～15h，然后粉碎至粒径小于200nm，即得。3.如权利要求2所述的微乳纳米压裂增产剂，其特征在于，还包括1～3重量份的第三包覆微型球，所述第三包覆微型球为聚乙烯醇包覆二氧化铈的纳米球，其制备方法包括以下步骤：步骤S1、将海藻酸钠和聚乙烯醇溶于去离子水中，制备得到第二包埋液，其中海藻酸钠的质量分数为0.02～0.2％，聚乙烯醇的质量分数为10％；步骤S2、将聚氧化烯烃一聚硅氧烷共聚物和溴化十四烷基吡啶溶于水中，得第二混合液，向第二混合液中加入纳米二氧化铈，充分搅拌，超声震荡30min后，过滤、烘干、活化、研磨粉碎得有机二氧化铈纳米材料，将有机二氧化铈纳米材料与第二包埋液混合，搅拌使其混合均匀，得第三分散液；步骤S3、将第三分散液用带移液枪头的分液漏斗滴加至交联剂中，边搅拌边滴加，滴加完成后静置，交联反应2～3h后，将固相物从交联剂中分离出来，并用蒸馏水冲洗干净，在温度为60～90℃的条件下烘干1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚东，孙晓东，陈琰，
申请(专利权)人：北京大德广源石油技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11