CN113929925A - 一种自组装纳米粒子复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自组装纳米粒子复合材料及其制备方法和应用。该复合材料通过季铵盐、两亲性嵌段聚合物、醇和溶剂的自组装得到，其中季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R5‑OH。将该自组装纳米粒子复合材料添加入压裂液中，能够降低压裂液界面张力，提高驱油效果，同时具有优异的降黏效果和稳定性。

Description

一种自组装纳米粒子复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于压裂领域，具体涉及一种自组装纳米粒子复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
水基压裂液粘度大，摩阻低，在压裂施工时可压开地层，形成复杂裂缝并携带大量支撑剂进入裂缝，从而形成通道，达到富集油气的目的。页岩气层岩石结构致密，渗透率低，开采难度大，通常需要压裂增产。传统的植物胶或聚合物压裂液价格低廉，应用广泛。然而分子水合半径大，难以进入细小孔喉，因而驱油效果不佳。常规储集岩中孔喉直径一般大于2μm，而致密砂岩孔喉直径为0.3-2μm，致密页岩的孔喉直径更是低至0.1μm。将其加入压裂液中，压裂液的表面张力较大，驱油效果不佳，而且降粘效果也不佳。
目前的驱油剂针对驱油和降粘效果虽有一定改性，但是稳定性较差，例如当前的常用驱油剂多为聚合物，聚合物驱油法是将聚合物加到注水中引起粘度的增加，粘度增加带来了流度比的降低，减小了波及带的含油饱和度，从而提高驱油效率，但是聚合物驱油剂根本问题在于稳定性差。造成这些现象的原因在于驱油剂体系中存在分子链内、分子链间缔合，这是一个动态平衡，温度上升、矿化度的升高有利于平衡向分子链内缔合方向移动，导致了稳定性变差。
发明内容
本发明针对现有的压裂液驱油、降粘效果不佳和稳定性差的问题，提供一种自组装纳米粒子复合材料，将该复合材料添加入压裂液中，能够降低压裂液界面张力，提高驱油效果，且具有优异稳定性。同时，利用复合材料中的纳米粒子的大体积疏水内腔，可携带油溶性功能成分(稀释剂、催化剂、氧化剂等)进出孔喉，达到降黏目的。
本发明第一方面提供了一种自组装纳米粒子复合材料，通过季铵盐、两亲性嵌段聚合物、醇和溶剂的自组装得到，其中季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R5-OH；
Figure BDA0002581148200000021
式I中，R1、R2、R3、R4相同或不同，各自独立地为C1-C30的直链烷基；X选自卤素；
式II中，m、n为30-150的整数；
R5为C1-C10的直链烷基。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，式I中，R1、R2、R3、R4各自独立地为C1-C20的直链烷基。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，所述季铵盐选自十烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，所述两亲性嵌段聚合物选自泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、泊洛沙姆338和泊洛沙姆124中的一种或多种。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，R5为C1-C8的直链烷基。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，所述醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或多种。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，所述溶剂为去离子水。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，季铵盐的用量为0.1-2重量％，优选为0.15-1重量％，更优选为0.2-0.5重量％；两亲性嵌段聚合物的用量为1-5重量％，优选为2-4重量％，更优选为2-3重量％；醇的用量为0.1-2重量％，优选为0.1-1.5重量％，更优选为0.2-1.3重量％；溶剂的用量为91-98.8重量％，优选为93.5-97.75重量％，更优选为为95.2-97.6重量％。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，制备得到的自组装纳米粒子复合材料中包括具有核壳结构的纳米粒子。更优选地，所述纳米粒子的外壳具有亲水性，内核具有疏水性。更优选地，所述纳米粒子优选为球形或类球形，更优选地，所述纳米粒子的直径为20-40nm。
本发明第二方面提供了一种自组装纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将去离子水、季铵盐和两亲性嵌段聚合物混合，得到混合溶液；
步骤B：将所述混合溶液与醇进行混合。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，在步骤A中，混合的时间优选为15-60min，更优选为20-40min。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，在步骤B中，混合的时间优选为5-15min。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R5-OH；
Figure BDA0002581148200000031
式I中，R1、R2、R3、R4相同或不同，各自独立地为C1-C30的直链烷基；X选自卤素；
式II中，m、n为30-150的整数；
R5为C1-C10的直链烷基。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，式I中，R1、R2、R3、R4各自独立地为C1-C20的直链烷基。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述季铵盐选自十烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述两亲性嵌段聚合物选自泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、泊洛沙姆338和泊洛沙姆124中的一种或多种。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，R5为C1-C8的直链烷基。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或多种。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，所述溶剂为去离子水。
根据本发明所述的制备方法的一些实施方式，以复合材料的总重量计，季铵盐的用量为0.1-2重量％；两亲性嵌段聚合物的用量为1-5重量％；醇的用量为0.1-2重量％；溶剂的用量为91-98.8重量％。
本发明第三方面提供了由上述的方法制备得到的自组装纳米粒子复合材料。
根据本发明所述的复合材料的一些实施方式，制备得到的自组装纳米粒子复合材料中包括具有核壳结构的纳米粒子；更优选地，所述纳米粒子的外壳具有亲水性，内核具有疏水性。更优选地，所述纳米粒子优选为球形或类球形，更优选地，所述纳米粒子的直径为20-40nm。
本发明第四方面提供了上述的自组装纳米粒子复合材料或根据上述的制备方法得到的自组装纳米粒子复合材料在压裂液中的应用。
本发明第五方面提供了一种压裂液，包括稠化剂、交联剂、粘土稳定剂、自组装纳米粒子复合材料和水，以及任选的助排剂，其中，所述自组装纳米粒子复合材料为上述的自组装纳米粒子复合材料或根据上述的制备方法得到的自组装纳米粒子复合材料。
根据本发明所述的压裂液的一些实施方式，以压裂液的总重量计，稠化剂的用量为0.3-0.5重量％，优选为0.5-0.15重量％；自组装纳米粒子复合材料的用量为0.1-5重量％，优选为0.5-3重量％；交联剂的用量为0.1-0.3重量％，优选为0.15-0.25重量％；粘土稳定剂的用量为0.1-0.5重量％，优选为0.2-0.4重量％；水的用量为93.5-99.4重量％，优选为96.05-98.6重量％；助排剂的用量为0-0.2重量％，优选为0.05-0.15重量％。
根据本发明所述的压裂液的一些实施方式，所述交联剂可以为本领域常规的交联剂，例如选自有机锆、有机硼和疏水缔合交联剂中的一种或多种。
根据本发明所述的压裂液的一些实施方式，所述粘土稳定剂可以为本领域常规的粘土稳定剂，例如选自有机粘土稳定剂、无机粘土稳定剂和复合型粘土稳定剂中的一种或多种。
根据本发明所述的压裂液的一些实施方式，所述助排剂可以为本领域常规的助排剂，例如选自氟碳助排剂、碳助排剂和复合助排剂中的一种或多种。
根据本发明所述的压裂液的一些实施方式，所述稠化剂可以为本领域常规的稠化剂，例如选自聚合物稠化剂、胍胶和田菁胶中的一种或多种。
本发明的有益效果：
在本发明中，通过自组装的方法制备一种自组装纳米粒子复合材料，使用该复合材料制备的压裂液，可降低压裂液的界面张力，降低毛细管力，启动残余油，从而提高驱油效果。同时，该纳米粒子具备大体积疏水内腔(内核)，可携带油溶性功能成分(稀释剂、催化剂、氧化剂等)进出孔喉，达到降黏目的。而且该自组装纳米粒子复合材料以及使用该自组装纳米粒子复合材料制备的压裂液具有优异的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例6至实施例9的制界面张力图；
图2为本发明实施例6至实施例9的降粘率图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加容易理解，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中，涉及的测试方法如下：
1、界面张力的测试采用自动表界面张力仪(购自KRUSS公司，型号为K100)。
2、降粘率的测试采用双驱流变仪(购自安东帕公司，型号为MCR702)，具体操作为：将压裂液以1:5体积比与稠油混合，使用双驱流变仪测定混合前稠油粘度及混合后稠油乳状液粘度，并按照公式I进行计算，
Figure BDA0002581148200000061
3、复合材料稳定性的测试使用动态光散射仪，通过测定纳米粒子直径的方法获得。即测定新鲜制备复合材料的粒子直径分布情况，将其平均粒径记为Dn，每隔一个自然月测定一次平均粒径，分别记作D1、D2、D3、D4……并与Dn进行比较，若偏差不超过±10％，则认为复合材料在该时间段内稳定。
以下实施例中，
十二烷基三甲基氯化铵购自国药集团化学试剂有限公司，分析纯，分子量为263.90。
十六烷基三甲基溴化铵购自国药集团化学试剂有限公司，分析纯，分子量为364.45。
泊洛沙姆407购自巴斯夫公司，药用级，数均分子量为13112，分子量分布为9840-14608。
泊洛沙姆188购自巴斯夫公司，药用级，数均分子量为8150，分子量分布为7680-9510。
稠化剂购自中石化石油工程技术研究院大陆架公司，牌号为SFFP-1，适用范围：砂岩、页岩地层。
粘土稳定剂购自中石化石油工程技术研究院大陆架公司，牌号为SFCS-1，适用范围：砂岩、页岩及灰岩地层。
助排剂购自中石化石油工程技术研究院大陆架公司，牌号为SFCU-1，适用范围：砂岩、页岩及灰岩地层。
交联剂购自中石化石油工程技术研究院大陆架公司，牌号为SFFC-1S，适用范围：砂岩、页岩地层。
【实施例1】
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中依次加入20g泊洛沙姆407和1.0g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌30min至完全溶解，继续加入8g正丁醇，搅拌5min，得到的无色液体，即为自组装纳米粒子复合材料。
【实施例2】
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中依次加入30g泊洛沙姆407和1.5g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌30min至完全溶解，继续加入12g正丁醇，搅拌5min，得到的无色液体，即为自组装纳米粒子复合材料。
【实施例3】
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中依次加入50g泊洛沙姆407和20g十六烷基三甲基氯化铵，搅拌30min至完全溶解，继续加入20g正丁醇，搅拌5min，得到的无色液体，即为自组装纳米粒子复合材料。
【实施例4】
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中依次加入60g泊洛沙姆407和30g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌30min至完全溶解，继续加入30g正丁醇，搅拌5min，得到的无色液体，即为自组装纳米粒子复合材料。
【实施例5】
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中依次加入5g泊洛沙姆407和0.5g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌30min至完全溶解，继续加入0.5g正丁醇，搅拌5min，得到的无色液体，即为自组装纳米粒子复合材料。
【实施例6】
(1)制备压裂液基液
取0.4g稠化剂，3000rpm机械搅拌下缓慢加入到100mL去离子水中，搅拌20min，逐滴滴加0.3g粘土稳定剂、0.1g助排剂，继续搅拌5min后停止，此即为压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL的实施例1的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。并绘制界面张力图和降粘率图，见图1和图2。
【实施例7】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取1mL的实施例1的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。并绘制界面张力图和降粘率图，见图1和图2。
【实施例8】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取2mL的实施例1的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。并绘制界面张力图和降粘率图，见图1和图2。
【实施例9】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取3mL的实施例1的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。并绘制界面张力图和降粘率图，见图1和图2。
【实施例10】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL的实施例2的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例11】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取1mL的实施例2的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例12】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取3mL的实施例2的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例13】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL的实施例3的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例14】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取3mL的实施例3的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例15】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL的实施例4的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例16】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取3mL的实施例4的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例17】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL的实施例5的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【实施例18】
(1)按照实施例6的方法制备压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取3mL的实施例5的自组装纳米粒子复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【对比例1】
(1)制备压裂液基液
取0.4g稠化剂，3000rpm机械搅拌下缓慢加入到100mL去离子水中，搅拌20min，逐滴滴加0.3g粘土稳定剂、0.1g助排剂，继续搅拌5min后停止，此即为压裂液基液。
(2)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取100mL的压裂液基液，然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1
【对比例2】
按照实施例1和实施例6的方法，不同的是，不使用十二烷基三甲基氯化铵，即：
(1)制备复合材料
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中加入20g泊洛沙姆407，搅拌30min至完全溶解，继续加入8g正丁醇，搅拌5min，得到复合材料。
(2)按照实施例6的方法，使用此对比例中复合材料制备压裂基液。
(3)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL本对比例中所制备复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【对比例3】
按照实施例1和实施例6的方法，不同的是，不使用泊洛沙姆407，即：
(1)制备复合材料
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中加入1.0g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌30min至完全溶解，继续加入8g正丁醇，搅拌5min，得到复合材料。
(2)按照实施例6的方法，使用此对比例中复合材料制备压裂基液。
(3)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL本对比例中所制备复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
【对比例4】
按照实施例1和实施例6的方法，不同的是，不使用正丁醇，即：
(1)制备复合材料
常温常压，700r/min的磁力搅拌下，向1000g的去离子水中依次加入20g泊洛沙姆407和1.0g十二烷基三甲基氯化铵，搅拌35min至完全溶解，得到复合材料。
(2)按照实施例6的方法，使用此对比例中复合材料制备压裂基液。
(3)制备压裂液
1500r/min的快速搅拌下，取0.5mL本对比例中所制备复合材料逐滴滴加入至100mL的压裂液基液中，滴加结束后继续搅拌30min以保证分散完全。然后加入0.2g交联剂，形成含有自组装纳米粒子复合材料的压裂液。
(3)取100mL步骤(2)得到的压裂液，加入0.05重量％过硫酸铵，90℃下破胶2h。测定破胶液的界面张力及压裂液的降粘率，结果见表1。
表1
界面张力(mN/m) 降粘率(％) 复合材料稳定性(月)
实施例6 1.95 7.6 ＞24
实施例7 0.41 14.3 ＞24
实施例8 0.16 18.2 ＞24
实施例9 0.11 21.9 ＞24
实施例10 1.91 7.5 ＞24
实施例11 0.38 13.6 ＞24
实施例12 0.08 19.7 ＞24
实施例13 1.93 6.8 ＞24
实施例14 0.10 17.9 ＞24
实施例15 2.85 2.6 ＞24
实施例16 1.31 4.8 ＞24
实施例17 2.96 2.3 ＞24
实施例18 2.12 3.7 ＞24
对比例1 3.31 1.2 无
对比例2 3.03 2.3 ＞24
对比例3 2.99 2.9 ＞24
对比例4 3.26 5.2 ＞24
从表1可以看出，将本发明的自组装纳米粒子复合材料添加入压裂液中，能够降低压裂液界面张力，提高驱油效果，同时具有优异的降黏效果和稳定性。
此外，将实施例6、实施例10、实施例13、实施例15、实施例17与对比例2-4进行对比，能够看出，在制备压裂液时均加入0.5mL的复合材料的情况下，采用本发明的复合材料制备的压裂液的界面张力和降粘效果较好，尤其是采用各物质的用量在本发明优选的范围内的自组装纳米粒子复合材料(实施例6、实施例10和实施例13)时，其制备的压裂液的界面张力和降粘效果明显优于对比例。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，作为本领域的公知常识，还可以做出其它等同变型和改进，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自组装纳米粒子复合材料，通过季铵盐、两亲性嵌段聚合物、醇和溶剂的自组装得到，其中季铵盐的结构通式为式I，两亲性嵌段聚合物的结构通式为式II，醇的结构通式为R5-OH；
Figure FDA0002581148190000011
式I中，R1、R2、R3、R4相同或不同，各自独立地为C1-C30的直链烷基；X选自卤素；
式II中，m、n为30-150的整数；
R5为C1-C10的直链烷基。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，式I中，R1、R2、R3、R4各自独立地为C1-C20的直链烷基；
更优选地，所述季铵盐选自十烷基三甲基氯化铵、十烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵和十八烷基三甲基溴化铵中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料，其特征在于，所述两亲性嵌段聚合物选自泊洛沙姆407、泊洛沙姆188、泊洛沙姆338和泊洛沙姆124中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合材料，其特征在于，R5为C1-C8的直链烷基；
优选地，所述醇选自正丙醇、正丁醇、正戊醇和正辛醇中的一种或多种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合材料，其特征在于，所述溶剂为去离子水。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合材料，其特征在于，以复合材料的总重量计，季铵盐的用量为0.1-2重量％；两亲性嵌段聚合物的用量为1-5重量％；醇的用量为0.1-2重量％；溶剂的用量为91-98.8重量％。
7.一种自组装纳米粒子复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤A：将去离子水、季铵盐和两亲性嵌段聚合物混合，得到混合溶液；
步骤B：将所述混合溶液与醇进行混合。
8.由权利要求7所述的方法制备得到的自组装纳米粒子复合材料。
9.权利要求1-6和8中任意一项所述的自组装纳米粒子复合材料或根据权利要求7所述的制备方法得到的自组装纳米粒子复合材料在压裂液中的应用。
10.一种压裂液，包括稠化剂、交联剂、粘土稳定剂、自组装纳米粒子复合材料和水，以及任选的助排剂，其中，所述自组装纳米粒子复合材料为权利要求1-6和8中任意一项所述的自组装纳米粒子复合材料或根据权利要求7所述的制备方法得到的自组装纳米粒子复合材料；
优选地，以压裂液的总重量计，稠化剂的用量为0.3-0.5重量％，优选为0.5-0.15重量％；自组装纳米粒子复合材料的用量为0.1-5重量％，优选为0.5-3重量％；交联剂的用量为0.1-0.3重量％，优选为0.15-0.25重量％；粘土稳定剂的用量为0.1-0.5重量％，优选为0.2-0.4重量％；水的用量为93.5-99.4重量％，优选为96.05-98.6重量％；助排剂的用量为0-0.2重量％，优选为0.05-0.15重量％。
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