CN104119852A - 一种压裂酸化纳米乳液助排剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压裂酸化纳米乳液助排剂及其制备方法。纳米乳液的浓缩液以重量百分比计，其原料组成包括：油10-45％、表面活性剂10-45％、助表面活性剂2-20％、脂肪酸1-7％、脂肪胺1-7％，其余为水。将此浓缩液稀释搅拌到水相中可形成纳米乳液。该纳米乳液能够应用于油气藏压裂改造中，降低油气藏水锁伤害。本发明的纳米乳液助排剂具有返排效率高、制备方法简单等优点。

Description

一种压裂酸化纳米乳液助排剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种压裂酸化纳米乳液助排剂及其制备方法与应用，属于石油化工技术领域。
背景技术
随着油气藏开采的不断深入，对超低渗透储层的改造越来越成为主要的开发领域，因此压裂改造技术已经成为油气田开发的一项重要增产措施。而作为压裂改造的压裂液返排助剂对增产有着重要的作用。因为对于超低渗透，地层毛细管水锁伤害现象非常严重，有数据显示在页岩气压裂中60-90％注入液体滞留在地层。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相对渗透率，降低产量。因此，如何排出这些液体是个重要的问题。已有报道很多不同种助排剂用来排出压裂后的液体，减少相封闭。
国内外已有应用微乳液清理水锁伤害的报道，其效果优于仅有常规表面活性剂组成的助排剂，已经成功地应用于超低渗透油气如页岩气、煤层气、致密砂岩等的开发过程中。20030166472号美国专利申请公开了一种由D-柠檬烯、短链脂类溶剂和表面活性剂组成的微乳液体系。7998911号美国专利公开了一种由环保型水溶性短链醇脂、油溶性脂肪酸脂、非离子及阴离子表面活性剂混合物组成的微乳液。20110021386号美国专利申请公开了一种由极性质子溶剂如N-甲基吡咯烷酮与表面活性剂形成的微乳液。中国专利申请CN102127414A公开了一种由煤油/白油、烷基磺酸或硫酸盐表面活性剂、低碳醇形成的微乳液助排剂。微乳液是由油、表面活性剂、助表面活性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。纳米乳液也可以是微乳液，粒径也在此纳米范围，但不一定为热力学稳定的体系。但是，上述这些专利无法克服油气井压裂酸化过程中存在的水锁伤害的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新型压裂酸化纳米乳液助排剂。本发明的纳米乳液助排剂具有制备方法简单，可用于清理水锁伤害，返排效果好，可增加油气产量等优点。
本发明的目的还在于提供上述纳米乳液助排剂的制备方法。
本发明的目的还在于提供上述纳米乳液助排剂在油气藏压裂改造中的应用。
为达到上述目的，本发明提供一种压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液，以重量百分比计，该浓缩液的原料组成包括：
在上述浓缩液中，优选地，所采用的油包括D-柠檬烯、植物油脂、白油、煤油中的一种或几种的组合。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的表面活性剂包括非离子表面活性剂和/或两性表面活性剂。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的非离子表面活性剂包括烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的一种或几种的组合。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚的聚氧乙烯值为4-10。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的两性表面活性剂包括烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基氧化胺、烷基酰胺丙基氧化胺中的一种或几种的组合。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基氧化胺、烷基酰胺丙基氧化胺的烷基碳链长度为10-20。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的助表面活性剂包括丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、戊醇中的一种或几种的组合。这些助表面活性剂与表面活性剂主剂的比例可以由本领域的一般技术人员进行常规的选择和调节。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的脂肪酸为油酸、棕榈酸、芥酸中的一种或几种的组合。
在上述浓缩液中，优选地，所采用的脂肪胺为十六胺、十八胺、油酸胺中的一种或几种的组合。
本发明还提供了上述压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液的制备方法，该方法包括以下步骤：
将所述压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液的各种原料相互混合，得到所述压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液。
本发明还提供了一种压裂酸化纳米乳液助排剂，其中，该压裂酸化纳米乳液助排剂是由上述浓缩液与水或者水溶液混合得到的，其中，所述纳米乳液助排剂的用量为0.01％-0.5％。
在上述纳米乳液助排剂中，优选地，所采用的水溶液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、氯化铵水溶液、酸液中的一种或几种的组合。
在上述纳米乳液助排剂中，优选地，所述纳米乳液的粒径为10-200nm。
本发明还提供了一种压裂酸化纳米乳液助排剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
将上述压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液与水或水溶液进行混合稀释，得到压裂酸化纳米乳液助排剂。
本发明还提供了压裂酸化纳米乳液助排剂在油气藏压裂改造中的应用。
本发明的压裂酸化纳米乳液助排剂可应用于油气藏的压裂改造，纳米乳液助排剂随植物胶如瓜尔胶，合成聚合物如聚丙烯酰胺被压入地层，由于该助排剂具有降低表面张力，增大接触角的功能，因此，可使该压裂液具有较好的清理水锁伤害性能，从而提高油气藏的压裂改造效果，增加天然气产量。另外，压裂液中还可包括其他添加剂如缓蚀剂、酸、分散剂、增粘剂、润滑剂等。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液，以重量百分比计，其原料组成包括：
D-柠檬烯油45％、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚35％、异丙醇8％、油酸胺2.6％、油酸1.3％、余量为水。
该浓缩液是通过以下步骤制备的：
将D-柠檬烯油、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚、异丙醇、油酸胺、油酸混合，然后加入水平衡到100％，混合均匀，得到浓缩液。
实施例2
本实施例提供了一种压裂酸化纳米乳液助排剂，其是将实施例1的浓缩液用浓度为2wt％的KCl水稀释得到的均一透明或淡蓝色的纳米乳液，浓缩液的用量为0.2wt％，该纳米乳液的尺寸通过动态激光散射测定：液体颗粒直径在20-100钠米之间。
实施例3
返排效率测试：
采用实施例2的纳米乳液作为助排剂，将20-40目石英砂充填到长25cm、直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，室温下，将待测的纳米乳液注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，记录流出液量，计算得到返排效率为76％。
相比较未加纳米乳液的水的返排效率为57％，未加脂肪酸、脂肪胺的返排效率为70％，可以看出加入脂肪酸、脂肪胺可以进一步提高纳米乳液返排率。
实施例4
本实施例提供了一种压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液，以重量百分比计，其原料组成包括：植物油脂20％，非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚19％，十二烷基氧化胺(30％浓度)21％，乙二醇单丁醚10％，油酸胺3％，油酸1.5％，余量为水。
该浓缩液是通过以下步骤制备的：
将植物油脂、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚、十二烷基氧化胺(30％浓度)、乙二醇单丁醚、油酸胺、油酸混合，然后加入水平衡到100％，混合均匀，得到浓缩液。
实施例5
本实施例提供了一种压裂酸化纳米乳液助排剂，其是将实施例4的浓缩液用浓度为2wt％的KCl水稀释得到的均一透明或淡蓝色的纳米乳液，浓缩液的用量为0.2wt％，该纳米乳液的尺寸通过动态激光散射测定：液体颗粒直径在20-100钠米之间。
实施例6
返排效率测试：
采用实施例5的纳米乳液作为助排剂，实施例3中的测试装置和方法，室温下，测得到的返排效率为78％。
相比较未加纳米乳液的水的返排效率为57％，未加脂肪酸、脂肪胺的返排效率为71％，也可以看出加入脂肪酸、脂肪胺可以进一步提高纳米乳液返排率。

Claims (10)

1.一种压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液，以重量百分比计，该浓缩液的原料组成包括：
2.根据权利要求1所述的浓缩液，其中，所述油包括D-柠檬烯、植物油脂、白油、煤油中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的浓缩液，其中，所述表面活性剂包括非离子表面活性剂和/或两性表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的浓缩液，其中，所述非离子表面活性剂包括烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚、烷基糖苷中的一种或几种的组合；优选地，所述烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、蓖麻油聚氧乙烯醚的聚氧乙烯值为4-10。
5.根据权利要求3所述的浓缩液，其中，所述两性表面活性剂包括烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基氧化胺、烷基酰胺丙基氧化胺中的一种或几种的组合；优选地，所述烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基氧化胺、烷基酰胺丙基氧化胺的烷基碳链长度为10-20。
6.根据权利要求1所述的浓缩液，其中，所述助表面活性剂包括丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、戊醇中的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1所述的浓缩液，其中，所述脂肪酸包括油酸、棕榈酸、芥酸中的一种或几种的组合。
8.根据权利要求1所述的浓缩液，其中，所述脂肪胺包括十六胺、十八胺、油酸胺中的一种或几种的组合。
9.一种压裂酸化纳米乳液助排剂，其中，该压裂酸化纳米乳液助排剂是由权利要求1-8任一项所述的压裂酸化纳米乳液助排剂的浓缩液与水或者水溶液混合得到的，其中，所述纳米乳液助排剂的浓缩液的用量为0.01％-0.5％；优选地，所述纳米乳液的粒径为10-200nm。
10.根据权利要求9所述的纳米乳液助排剂，其中，所述的水溶液包括氯化钠水溶液、氯化钾水溶液、氯化铵水溶液、酸液中的一种或几种的组合。
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