專利名稱：陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣井增產(chǎn)改造過(guò)程中應(yīng)用的壓裂液及制備方法，具體涉及一種 陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，屬于油田化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著油田開(kāi)發(fā)不斷深入，油氣開(kāi)采越來(lái)越困難，因此高效低傷害的壓裂液的開(kāi)發(fā) 成為目前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。近年來(lái)，一種粘彈性表面活性劑溶液(VEQ受到國(guó)內(nèi)外學(xué) 者廣泛關(guān)注。由于VES溶液高表面活性及獨(dú)特的流變特性，可以作為理想的壓裂措施流體， 因此，國(guó)內(nèi)外石油工作者對(duì)VES溶液的性質(zhì)及在壓裂改造中應(yīng)用進(jìn)行了較為廣泛的研究， 并取得了一定的進(jìn)展。目前，VES溶液按照表面活性劑類型主要分為陽(yáng)離子型、陰離子型、 兩性離子型、非離子型、孿連型等。其中兩性離子表面活性劑形成凝膠的條件較為苛刻，非 離子表面活性劑形成凝膠的濃度很高，孿連表面活性劑的制備工藝太復(fù)雜，這些都限制了 它們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)推廣使用。陽(yáng)離子型粘彈性表面活性劑的制備與應(yīng)用研究較多，并在部分油田 得到較為成功應(yīng)用。盡管如此，陽(yáng)離子型粘彈性表面活性劑在我國(guó)高溫高壓、低滲特低滲油 田應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)較為嚴(yán)重的問(wèn)題其一，地層巖石表面的負(fù)電性使得陽(yáng)離子表面活性劑 在地層中發(fā)生嚴(yán)重的吸附滯留現(xiàn)象，引起潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)造成地層傷害；其二，措施流體中陽(yáng)離子 表面活性劑易造成環(huán)境污染；其三，耐溫性能較差，目前使用的粘彈性表面活性劑耐溫大多 低于70°C，高溫下粘度下降快，加之VES分子量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于胍膠等聚合物，因此不能在巖石表 面形成薄的濾餅，在高溫下濾失嚴(yán)重等。另外，由于表面活性劑使用濃度較高，增加了使用 成本，這些因素造成了目前清潔壓裂液未能較大規(guī)模使用的主要原因。中國(guó)專利CN 101812^0A公開(kāi)了一種酸性清潔壓裂液及其制備方法，按質(zhì)量 分?jǐn)?shù)組分為表面活性劑2% -6%，無(wú)機(jī)鹽-4%反離子鹽0. 05 % -0. 15%，助溶劑 0. -0.3%，酸2% -10%，其余為水，將表面活性劑溶解于酸中，配制為均勻的液體，加入 含有無(wú)機(jī)鹽、反離子鹽、助溶劑的水溶液中，攪拌Ι-aiiin，即得到具有良好粘彈性流體。該專 利中使用的表面活性劑為兩性離子表面活性劑，形成粘彈性流體條件較為苛刻，需要加入 有機(jī)反離子鹽及助溶劑等，增加了成本；另外所形成的粘彈性流體高溫下攜砂能力降低，并 且難以形成類似瓜膠濾餅，濾失量較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種高效的陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液 及其制備方法。本發(fā)明技術(shù)方案如下一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，質(zhì)量份組分如下陰離子粘彈性表面活性劑3 7份，助表面活性劑0. 05 0. 5份，反離子鹽 3 10份，納米顆粒0. 05 0. 5份，水100份。所述的陰離子粘彈性表面活性劑是脂肪酸甲酯磺酸鈉、十二烷基聚氧乙烯硫酸鈉或油酸鈉中的一種；所述助表面活性劑是十二烷基二甲基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿、咪唑啉兩性 甜菜堿或磷酸酯甜菜堿中的一種；所述反離子鹽是氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁、氯化銨或碳酸鈉中的一種；所述納米顆粒是納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米碳酸鈣或納米鈦酸鋇中的一 種；優(yōu)選的，所述納米顆粒尺度為20-100nm。優(yōu)選配方之一，一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，組分如下脂肪酸甲酯磺酸鈉4_5g，氯化鈉或氯化鉀4_6g，十二烷基二甲基甜菜堿 0. 1-0. 2g，納米二氧化鈦 0. 3-0. 5g，水 100ml。優(yōu)選配方之二，一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，組分如下十二烷基聚氧乙烯硫酸鈉4_5g，氯化鋁3_4g，椰油酰胺丙基甜菜堿0. 2-0. 3g，納 米二氧化硅 0. 2-0. 4g，水 100ml。優(yōu)選配方之三，一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，組分如下油酸鈉4_5g，碳酸鈉3_4g，磷酸酯甜菜堿0. 1-0. 3g，納米碳酸鈣0. 2-0. 4g，水 100ml。本發(fā)明還提供一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液的制備方法，步驟如下常溫下按配比將陰離子粘彈性表面活性劑加入到水中攪拌配制成水溶液，然后依 次按配比加入助表面活性劑，反離子鹽，納米顆粒，攪拌均勻，即得陰離子型納米復(fù)合清潔 壓裂液。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)在于，1、本發(fā)明中選擇兩性表面活性劑作為助表面活性劑，通 過(guò)兩性表面活性劑陽(yáng)離子部分與陰離子粘彈性表面活性劑相互作用，增加膠束網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定性，提高粘彈性流體的耐溫性；2、本發(fā)明中加入納米顆粒利用納米顆粒粒徑小、表面積 大，通過(guò)納米顆粒表面大量官能團(tuán)與陰離子粘彈性表面活性劑膠束之間靜電組裝或化學(xué)價(jià) 鍵作用，既可以提高粘彈性體系耐溫性，又可以提高體系降濾失性能。本發(fā)明陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液的應(yīng)用，用于50 100°C的油氣藏壓裂。不同濃度的陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液水溶液粘度(mPa. s)如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，質(zhì)量份組分如下陰離子粘彈性表面活性劑3 7份，助表面活性劑0. 05 0. 5份，反離子鹽3 10 份，納米顆粒0. 05 0. 5份，水100份；所述的陰離子粘彈性表面活性劑是脂肪酸甲酯磺酸鈉、十二烷基聚氧乙烯硫酸鈉或油 酸鈉中的一種；所述的助表面活性劑是十二烷基二甲基甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿、咪唑 啉兩性甜菜堿或磷酸酯甜菜堿中的一種；所述的反離子鹽是氯化鈉、氯化鉀、氯化鋁、氯化 銨或碳酸鈉中的一種；所述的納米顆粒是納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米碳酸鈣或納米 鈦酸鋇中的一種。
2.如權(quán)利要求1所述的一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，其特征在于，所述納米顆 粒尺度為20-100nm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，其特征在于，質(zhì)量份組分 如下脂肪酸甲酯磺酸鈉4-5g，氯化鈉或氯化鉀4-6g，十二烷基二甲基甜菜堿0. 1-0. 2g，納 米二氧化鈦 0. 3-0. 5g，水 100ml。
4.如權(quán)利要求1所述的一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，其特征在于，質(zhì)量份組分 如下十二烷基聚氧乙烯硫酸鈉4-5g，氯化鋁3-4g，椰油酰胺丙基甜菜堿0. 2-0. 3g，納米二 氧化硅 0. 2-0. 4g，水 100ml。
5.如權(quán)利要求1所述的一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液，其特征在于，質(zhì)量份組分 如下油酸鈉4-5g，碳酸鈉3-4g，磷酸酯甜菜堿0. 1-0. 3g，納米碳酸鈣0. 2-0. 4g，水100ml。
6.一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液的制備方法，步驟如下常溫下按配比將陰離子粘彈性表面活性劑加入到水中攪拌配制成水溶液，然后依次按 配比加入助表面活性劑，反離子鹽，納米顆粒，攪拌均勻，即得陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂 液。
7.—種權(quán)利要求1的陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液的應(yīng)用，用于50 100°C的油氣藏 壓裂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液及其制備方法質(zhì)量份組分如下陰離子粘彈性表面活性劑3～7份，助表面活性劑0.05～0.5份，反離子鹽3～10份，納米顆粒0.05～0.5份，水100份。將以上組分按配比通過(guò)溶液共混攪拌均勻既可制成一種陰離子型納米復(fù)合清潔壓裂液。該產(chǎn)品有較高的粘彈性，具有良好的攜砂性能，完全能滿足油氣田現(xiàn)場(chǎng)壓裂液造縫、攜砂要求。本發(fā)明具有配方與制備工藝簡(jiǎn)單，耐溫性好，濾失少，巖石滲透率恢復(fù)率高，無(wú)殘?jiān)?、易返排，?duì)儲(chǔ)層傷害小等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C09K8/68GK102093874SQ201010609159
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者劉佳林, 劉洪見(jiàn), 孫厚臺(tái), 溫慶志, 羅明良, 賈自龍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)