一种超疏水纳米材料解水锁剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及致密气藏增产技术领域，属于一种超疏水纳米材料解水锁剂及其制备方法。本发明专利技术解决了以改性纳米二氧化硅作为解水锁剂在水溶液中分散性差、不适宜于现场应用的问题。该解水锁剂包括由以质量分数计的以下成分：0.6%~1%阳离子单体、10.8%~17.38%疏水单体、2%~8%含氟单体、0.02%~0.2%交联剂，其余量为水。本发明专利技术还公开了该解水锁剂的制备方法，通过在阳离子单体上引入疏水单体和含氟单体，共聚形成含有疏水官能团和亲水官能团的共聚物，使其同时具有较好的两亲性，在水中难以团聚，得到稳定的纳米颗粒产物；适用于现场施工，解水锁性能好；进入地层后，纳米颗粒可通过阳离子单体吸附在岩石表面，可有效延长解水锁有效期。可有效延长解水锁有效期。

【技术实现步骤摘要】
一种超疏水纳米材料解水锁剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及致密气藏增产
，特别属于一种超疏水纳米材料解水锁剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]致密砂岩气藏一般具有毛细管压力高、水敏性强以及孔喉细小、渗透性差、非均质严重等特点。入井液很容易发生水相毛细管自吸进入储层，导致入井液返排困难，形成水锁伤害。国内外研究表明，水锁伤害是致密气藏最主要、最严重的伤害类型，损耗率一般为70%~90%，一旦受到伤害，将长期影响气井产能和采收率。
[0003]目前，常见的水锁解除方法主要分为物理法和化学法，化学法成本较低，效果明显，是目前的研究热点。如CN104449631A（一种强气润湿性纳米二氧化硅解水锁剂、其制备方法及岩石表面润湿反转的方法）中公开的采用气湿性纳米材料对存在水锁效应的低渗油气藏进行处理，在该专利采用氟碳表面活性剂改性纳米二氧化硅，再进行配置成解水锁剂，利用氟碳表面活性剂将岩石表面由液湿性反转为强气湿性，降低岩石表面流动的粘滞阻力，提高油气采收率。该方法是将岩石表面的性能改变，降低岩石表面流动的粘滞阻力来达到水锁解除，但在现实应用过程中，由于纳米二氧化硅容易团聚，需要用甲醇等有机溶剂作为分散剂，注入地层与地层水或入井液等流体接触后性能改变，导致解水锁性能稳定性差，适应性差。CN102899011A（一种低渗透油藏解水锁剂及其制备方法）采用各种表面活性剂配制成表面活性强的解水锁剂。该解水锁剂虽然表面活性强，返排容易，但当表面活性剂随地层水的流体返排后，解水锁作用即刻失效，作用有效期短，因此需要研发一种新的解水锁剂；解决以改性纳米二氧化硅作为解水锁剂在水溶液中分散性差、不适宜于现场应用的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中现有解水锁剂分散性差和作用有效期短的问题，提供一种超疏水纳米材料解水锁剂及其制备方法；本专利技术可使阳离子单体与地层岩石产生静电吸附，有效延长解水锁剂的作用有效期。
[0005]本专利技术还公开了一种超疏水纳米材料解水锁剂的制备方法。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种超疏水纳米材料解水锁剂，包括由以质量分数计的以下成分：0.6%~1%阳离子单体、10.8%~17.38%疏水单体、2%~8%含氟单体、0.02%~0.2%交联剂，其余量为水。
[0007]进一步地，所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。
[0008]进一步地，所述疏水单体是苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。
[0009]进一步地，所述含氟单体为甲基丙烯酸全氟丁酯、甲基丙烯酸全氟庚酯、甲基丙烯酸全氟辛酯中的至少一种。
[0010]所述交联剂为对苯二乙烯、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或几种。
[0011]利用权利要求1~5任一项所述的一种超疏水纳米材料解水锁剂进行的制备方法，包括以下步骤：S1)按照配方取阳离子单体、疏水单体、含氟单体、交联剂，并加入水中，得到阳离子单体、疏水单体、含氟单体、交联剂总质量分数为13%~20%的分散液；S2)将步骤S1)得到的分散液升温至60~80℃，然后加入引发剂，保温反应4~8h，完成反应得到解水锁剂体系的分散体系。
[0012]进一步地，所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。
[0013]进一步地，所述引发剂的加入量为分散液的0.5%~2%。
[0014]在上述技术方案中，本专利技术的作用机理是采用将疏水单体和含氟单体在交联剂的交联作用下与阳离子单体直接在水中共聚形成具有两亲性的共聚物，使生成的解水锁剂不易团聚长大，形成均匀的纳米颗粒，并保持其分散状态。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本申请公开了一种超疏水纳米材料解水锁剂及制备方法，在阳离子单体上引入疏水单体和含氟单体，共聚形成两亲性的纳米颗粒，使其在水中难以团聚，得到稳定的纳米颗粒产物；同时得到纳米颗粒的密度与水接近，可以很好的稳定悬浮在水中，解决了常规的改性纳米二氧化硅等材料分散性和悬浮性不好的问题，且阳离子单体可与地层岩石产生静电吸附，可延长解水锁剂的作用有效期。
[0016]具体实施方式：下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0017]实施例1本实施例采用以下配方制备解水锁剂，其配方以质量分数计具体为：0.6%二甲基二烯丙基氯化铵、10.8%苯乙烯、2%甲基丙烯酸全氟丁酯、0.02%对苯二乙烯、0.5%过硫酸钾、余量为水；所述解水锁剂采用以下方法制备：S1)按照配方取二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯，并加入水中，搅拌分散均匀，得到二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯总质量分数为13.42%的分散液；S2)将步骤S1)得到的分散液升温至60℃，然后加入过硫酸钾，搅拌混合均匀后，保温反应4h，完成反应得到一种超疏水纳米材料解水锁剂A。
[0018]实施例2本实施例采用以下配方制备解水锁剂，其配方以质量分数计具体为：0.6%二甲基二烯丙基氯化铵、17.38%苯乙烯、2%甲基丙烯酸全氟丁酯、0.02%对苯二乙烯、0.7%过硫酸钾、余量为水；所述解水锁剂采用以下方法制备：S1)按照配方取二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯，并加入水中，搅拌分散均匀，得到二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯总质量分数为20%的分散液；S2)将步骤S1)得到的分散液升温至70℃，然后加入过硫酸钾，搅拌混合均匀后，保温反应8h，完成反应得到一种超疏水纳米材料解水锁剂B。
[0019]实施例3本实施例采用以下配方制备解水锁剂，其配方以质量分数计具体为：0.8%二甲基二烯丙基氯化铵、12%苯乙烯、4%甲基丙烯酸全氟丁酯、0.2%对苯二乙烯、1%过硫酸铵、余量为水；所述解水锁剂采用以下方法制备：S1)按照配方取二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯，并加入水中，搅拌分散均匀，得到二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯总质量分数为17%的分散液；S2)将步骤S1)得到的分散液升温至70℃，然后加入过硫酸铵，搅拌混合均匀后，保温反应6h，完成反应得到一种超疏水纳米材料解水锁剂C。
[0020]实施例4本实施例采用以下配方制备解水锁剂，其配方以质量分数计具体为：1%二甲基二烯丙基氯化铵、11%苯乙烯、6%甲基丙烯酸全氟丁酯、0.1%对苯二乙烯、1.2%过硫酸铵、余量为水；所述解水锁剂采用以下方法制备：S1)按照配方取二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯，并加入水中，搅拌分散均匀，得到二甲基二烯丙基氯化铵、苯乙烯、甲基丙烯酸全氟丁酯、对苯二乙烯总质量分数为18.1%的分散液；S2)将步骤S1)得到的分散液升温至80℃，然后加入过硫酸铵，搅拌混合均匀后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超疏水纳米材料解水锁剂，其特征在于，包括由以质量分数计的以下成分：0.6%~1%阳离子单体、10.8%~17.38%疏水单体、2%~8%含氟单体、0.02%~0.2%交联剂，其余量为水。2.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米材料解水锁剂，其特征在于：所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米材料解水锁剂，其特征在于：所述疏水单体为苯乙烯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米材料解水锁剂，其特征在于：所述含氟单体为甲基丙烯酸全氟丁酯、甲基丙烯酸全氟庚酯、甲基丙烯酸全氟辛酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种超疏水纳米材料解水锁剂，其特征在于：所述交联剂为对苯二乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡萌，张永平，李强，李楠，刘国红，王景芹，安志波，马品刚，张洪涛，杨强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：