一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液及方法技术

本发明专利技术提供一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液及方法，以质量百分比计，原料包括：减阻剂0.05％～0.5％、氟碳表面活性剂0.01％～0.1％、疏水纳米SiO2颗粒0.002％～0.02％和黏土稳定剂0.5％～1.0％，余量为水，上述各组分的质量百分比含量之和为100％。引入纳米颗粒强化界面传输特性，使价格昂贵的氟碳型表面活性剂用量较之常规用量大幅减少，降低成本的同时提高压裂液的表界面特性，并且压驱一体，简化施工工艺，其制备方法简单，能够进一步提高压裂液的稠度和粘弹性能。一步提高压裂液的稠度和粘弹性能。一步提高压裂液的稠度和粘弹性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液及方法


[0001]本专利技术属于油气田开发
，具体属于一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液及方法。

技术介绍

[0002]随着油气勘探开发的逐步深入，非常规油气资源成为油气产量的主要增长点，但非常规储层物性大多具有埋藏深、低孔低渗、岩性复杂等特点，勘探开采难度大。储层压裂改造是目前一种有效的开发手段，使用的压裂液主要是将各种不同的添加剂以特定浓度混合到水中，形成稳定均匀的溶液，将压裂液注入地层，在压力作用下使地层产生裂缝，通过支撑剂防止裂缝闭合，从而促进储层油气向井筒内的高效渗流，提高油气产量。目前的压裂液体系以水基压裂液和油基压裂液两种类型为主，但普遍存在黏度低、抗高温性能差、返排困难、水锁损害显著、滤失量高、表面活性剂用量大等方面的问题，影响油气的产出。
[0003]为了解决上述问题，研究者们在原有的基础上对压裂液进行强化，以希望研制出性能优良、稳定性更高的压裂液体系。CN103555312A公开了一种纳米复合纤维清洁压裂液以及其制备方法，其包含纳米纤维复合物、纤维分散剂、防膨剂、调理剂和防垢剂，该压裂液中存在一种纤维网络，能够提高压裂液的强度和携砂性能，减缓支撑剂的沉降速率，降低滤失率。CN102093874A公开了阴离子型纳米复合清洁压裂液及其制备方法，通过添加0.05～0.5份的纳米颗粒，提高压裂液体系的耐温性能，降低滤失量。CN104419396A公开了一种纳米复合压裂液及其制备方法与应用，也通过添加0.05～3％的纳米材料提高了压裂液体系的携砂性能，并且表面活性剂用量低、制备方法简单、滤失量小。以往研究充分表明，纳米材料对进一步提高压裂液的性能有十分重要的作用，有助于深部复杂储层油气资源的进一步开采。但上述压裂液体系对储层内部孔渗结构的界面特性的改造能力较弱，在压裂液返排效率上还需要进一步提高，并且压裂液体系添加剂种类多、用量高，配制较为繁琐不利于推广使用，同时，过多的处理剂进入地层必然会对地下水造成污染。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液及方法，引入纳米颗粒强化界面传输特性，使价格昂贵的氟碳型表面活性剂用量较之常规用量大幅减少，降低成本的同时提高压裂液的表界面特性，并且压驱一体，简化施工工艺，其制备方法简单，能够进一步提高压裂液的稠度和粘弹性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，以质量百分比计，原料包括：减阻剂0.05％～0.5％、氟碳表面活性剂0.01％～0.1％、疏水纳米SiO2颗粒0.002％～0.02％和黏土稳定剂0.5％～1.0％，余量为水，上述各组分的质量百分比含量之和为100％。
[0006]进一步的，所述减阻剂为离子类聚丙烯酰胺。
[0007]进一步的，所述黏土稳定剂为季铵盐型阳离子聚合物或COP
‑
2黏土稳定剂。
[0008]进一步的，所述疏水纳米SiO2颗粒的直径为20nm～50nm。
[0009]进一步的，所述疏水纳米SiO2颗粒的悬浮液将载玻片与去离子水的接触角改变至130
°
～150
°
的范围。
[0010]进一步的，所述氟碳表面活性剂为聚氧乙烯醚类氟碳表面活性剂。
[0011]本专利技术还提供一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液的制备方法，具体步骤如下：
[0012]S1制备减阻剂溶液；
[0013]S2向减阻剂溶液中同时加入氟碳表面活性剂和疏水纳米SiO2颗粒得到混合液体；
[0014]S3向混合液体加入黏土稳定剂，得到纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液。
[0015]进一步的，所述氟碳表面活性剂和疏水纳米SiO2颗粒预先配制成浓缩液储存。
[0016]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0017]本专利技术提供的一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，配制过程简单、使用原料种类少、用量低；通过引入纳米颗粒强化氟碳表面活性剂的性能，从而降低了氟碳表面活性剂用量，其使用量远低于常规压裂液表面活性剂用量，使压裂液体系的成本明显降低；本专利技术的压裂液与地层岩石之间的润湿性良好，降低毛细管力，促进返排，搭配减阻剂使用，可进一步提升本专利技术压裂液的减阻性能。另外，其中的氟碳表活剂和疏水纳米颗粒可以预先配制成浓缩液储存，压裂施工过程中按照使用浓度直接添加即可。
[0018]本专利技术公开的压驱一体化新型压裂液技术能够进一步简化压裂工艺，压驱一体，在进行压裂作业的同时进行对储层孔渗结构进行表界面特性改造，使用氟碳表面活性剂并引入纳米颗粒强化，有效改善油气渗流通道，提高压裂液返排效率，提高油气采收率，极大的减少施工时间，降低成本，提高现场施工质量及效率，同时充实了该领域的研究，对压裂液技术的整体发展有很好的借鉴意义。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的室内样品图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。
[0021]如图1所示，本专利技术提供一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，以质量百分比计，原料组分为：减阻剂0.05％～0.5％、氟碳表面活性剂0.01％～0.1％、疏水纳米SiO2颗粒0.002％～0.02％、黏土稳定剂0.5％～1.0％，余量为水，上述各组分的质量百分比含量之和为100％。
[0022]优选的，减阻剂为离子类聚丙烯酰胺。
[0023]优选的，黏土稳定剂为季铵盐型阳离子聚合物和COP
‑
2黏土稳定剂(来自长庆油田分公司油气工艺研究院)中的一种。
[0024]优选的，疏水纳米SiO2颗粒直径为20
‑
50nm。
[0025]优选的，疏水纳米SiO2颗粒具有强疏水特性，将其悬浮液均匀涂在载玻片上并静置干燥后，可将载玻片与去离子水的接触角改变至130
‑
150
°
的范围；
[0026]优选的，氟碳表面活性剂为聚氧乙烯醚类氟碳表面活性剂。
[0027]本专利技术提供了纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液的制备方法，包括以下步骤：
[0028]向一定量水中加入减阻剂，充分搅拌，得到均一稳定的溶液；
[0029]然后向溶液中同时加入氟碳表面活性剂和疏水纳米SiO2颗粒，充分搅拌，混合均匀；
[0030]再加入黏土稳定剂，最终得到纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液。
[0031]优选的，所谓在线为：现场施工过程中可以根据施工计划，利用连续混配车将氟碳表面活性剂和疏水纳米SiO2颗粒按比例配制，然后按比例与其它处理剂混配，配制成压裂液，即用即配，直接注入地层，达到在线配制的效果，极大的减少施工时间，降低成本。
[0032]优选的，所谓浓缩为：氟碳表活剂和疏水纳米颗粒可以预先配制成浓缩液储存，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，其特征在于，以质量百分比计，原料包括：减阻剂0.05％～0.5％、氟碳表面活性剂0.01％～0.1％、疏水纳米SiO2颗粒0.002％～0.02％和黏土稳定剂0.5％～1.0％，余量为水，上述各组分的质量百分比含量之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，其特征在于，所述减阻剂为离子类聚丙烯酰胺。3.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，其特征在于，所述黏土稳定剂为季铵盐型阳离子聚合物或COP
‑
2黏土稳定剂。4.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒增强型在线浓缩压驱一体化压裂液，其特征在于，所述疏水纳米SiO2颗粒的直径为20nm～50nm。5.根据权利要求1所述的一种纳米颗粒增强型在线浓缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬登伟，李小平，杨贺琦，马利静，桑玉凤，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：