專利名稱：一種致密氣藏氣井用納米乳液型控水壓裂液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于高含水低滲致密氣藏氣井控水壓裂改造，尤其涉及一種致密氣藏納米乳液型控水壓裂液及其制備方法。
背景技術(shù)：
低滲致密氣藏在未進(jìn)行壓裂等增產(chǎn)改造前難以獲得工業(yè)氣流，高含水低滲致密氣井壓裂形成的人造裂縫易導(dǎo)致氣井含水上升快，能否同時(shí)解決致密氣藏氣井壓裂后含水上升快與氣井增產(chǎn)問題，這是國內(nèi)外氣田工作者普遍想要解決的問題。隨著致密氣藏儲量在天然氣能源中的比重與日劇增，致密砂巖氣的開發(fā)已成為熱點(diǎn)問題之一，為此國內(nèi)外氣田工作者也加大了對致密氣藏開發(fā)的研究力度。對于致密氣井，如果能選用一種具有控水功能的壓裂液，可以在對氣井進(jìn)行壓裂的同時(shí)，控制因壓裂裂縫帶來的產(chǎn)出水，不僅可以提高氣井產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)效益，而且還能避免后續(xù)的因大量產(chǎn)出水引起的環(huán)境問題和帶來的技術(shù)難題。選擇高效的控水壓裂液是致密氣井實(shí)施控水壓裂措施的關(guān)鍵問題之一，國內(nèi)外相關(guān)機(jī)構(gòu)一直致力于致密氣藏控水壓裂技術(shù)的研究與應(yīng)用。目前，主要包括改進(jìn)的聚合物交聯(lián)控水壓裂液體系、以遇水降粘的凍膠體系為壓裂液以及以蠟覆砂為部分支撐劑的控水壓裂工藝技術(shù)等，例如CN101476452A (CN200910020940. 6)公開一種油氣井控水壓裂增產(chǎn)方法，是在壓裂施工時(shí)，采用化學(xué)降解包覆堵塞的方式，在地下形成封堵層，化學(xué)反應(yīng)重量配比為7jC 1000份，石蠟或微晶蠟20 40份，英砂180 360份，稠化劑3 4份，交聯(lián)劑7 9份，添加劑O. 29 6. 6份。CN102120929A (CN201010609172. O)公開一種氣井控水劑的制備方法，包括a、將陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚合物和XY型一價(jià)金屬鹽共溶劑水溶液混合均勻，攪拌至完全溶解，形成聚合物復(fù)合溶液；所述的陰離子聚丙烯酰胺分子量為600萬 2000萬；所述的陽離子聚合物的分子量300萬、00萬；b、將有機(jī)酸酯、碳酸鹽與步驟a所形成的聚合物復(fù)合溶液按照(O. 05、. 5):(0. 5^1) :100質(zhì)量比復(fù)配，得到氣井控水劑。 現(xiàn)有的控水壓裂液主劑大多為大分子量聚合物，致密氣藏儲層物性差、孔隙尺度為微納米級，而聚合物交聯(lián)體系或者凍膠體系粒徑大、粘度大，因而不適合用做致密氣藏控水壓裂液，否則不但會在壓裂過程中造成注入壓力過高，而且容易堵塞氣流通道造成儲層傷害。

發(fā)明內(nèi)容
針對已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種納米乳液型控水壓裂液及其制備方法。用于高含水低滲致密氣藏氣井控水壓裂改造。本發(fā)明技術(shù)方案如下—種納米乳液型控水壓裂液，按重量份，是由O. 3^0. 5份氨基硅油納米乳液和100份的水配制而成；
其中，氨基硅油納米乳液的原料重量份組分如下氨基硅油5(Γ100份，乳化劑1(Γ50份，助乳化劑低分子醇5 25份，助乳化劑低分子有機(jī)酸O. 2-1. 5份，電解質(zhì)2 12份，水10(Γ400份；所述的氨基娃油粘度為80(T5000mPa *s,氨值為O. 3^0. 6 ;氨基娃油選自單端型氨
基硅油、雙端型氨基硅油、側(cè)基型氨基硅油或混合型氨基硅油；所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AE0-9)、辛基苯酚聚氧乙烯醚(0P-10)、或司盤80與吐溫80的復(fù)配乳化劑；所述的助乳化劑低分子醇為碳原子數(shù)低于5的醇，所述的助乳化劑低分子有機(jī)酸是碳原子數(shù)低于4的低分子有機(jī)酸；所述的電解質(zhì)為堿金屬鹽，選自氯化鈉、氯化鉀或硫酸鈉等；將乳化劑和低分子醇加入氨基硅油中，攪拌均勻，加入低分子有機(jī)酸和總量1/3-1/2的水，繼續(xù)攪拌，再加入電解質(zhì)和剩余量的水，攪拌至均相，得氨基硅油納米乳液。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的氨基硅油選自甲基氨基硅油、甲氧基氨基硅油、羥基氨基硅油、N-β氨乙基-Y -氨丙基改性硅油、端氨丙基改性硅油或側(cè)鏈含氨丙基改性硅油。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述低分子醇是丙醇、丁醇、戊醇或乙二醇，進(jìn)一步優(yōu)選正丁醇；所述的低分子有機(jī)酸是乙酸或乙二酸。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述電解質(zhì)是氯化鈉。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的氨基硅油納米乳液制備的適宜溫度為5飛(TC，優(yōu)選在常溫下配制。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述復(fù)配乳化劑中司盤80與吐溫80復(fù)配重量比為廣10 I 10。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，氨基硅油納米乳液的原料重量份組分為氨基硅油100份，乳化劑25 40份，助乳化劑低分子醇15 24份，助乳化劑低分子有機(jī)酸O. 7-1份，電解質(zhì)4 10份，水150 250份。根據(jù)本發(fā)明，一種納米乳液型控水壓裂液的制備方法，步驟如下a、氨基硅油納米乳液的制備按配比，將乳化劑和低分子醇加入氨基硅油中，攪拌2(T30min，使之混合均勻，然后加入低分子有機(jī)酸和總量1/3-1/2的水，繼續(xù)攪拌2(T30min，然后加入電解質(zhì)和剩余量的水，攪拌至均相，即得到氨基硅油納米乳液。b、取O. 3^0. 5重量份氨基硅油納米乳液加入至100重量份水中，即得納米乳液型控水壓裂液。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的攪拌，攪拌速度為10(T500r/min。采用強(qiáng)剪切的攪拌槳。所述的氨基硅油納米乳液制備方法為逆向乳化法。本發(fā)明制備出的納米乳液型控水壓裂液粒徑小于lOOnm，粒徑分布均勻，性能穩(wěn)定。本發(fā)明所制備的納米乳液型控水壓裂液的應(yīng)用，適用于近水或高含水致密氣藏氣井控水壓裂改造。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明制備的納米乳液型控水壓裂液具有疏水性，進(jìn)入地層后吸附在巖石表面，能大幅度降低水相滲透率，降低幅度達(dá)到50%以上；對氣相滲透率影響很小，具有選擇性改變相滲的特性，控水效果明顯；粘度小，易注入，尤其適用于致密氣藏；表面張力低，可顯著降低壓裂過程中水鎖傷害；與儲層流體配伍性好，剪切穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和鹽穩(wěn)定性良好。2、本發(fā)明制備的納米乳液稀釋后粒徑小，分布范圍窄(粒徑均勻)，并且制備過程簡單，過程易控制。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的納米乳液型控水壓裂液電鏡照片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例來對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所涉及的范圍。實(shí)施例中所有原料均為市購產(chǎn)品，其中，氨基硅油，氨值O. 3^0. 6，安徽金諾特有機(jī)硅有限公司產(chǎn)；司盤80、吐溫80、十二烷基硫酸鈉(SDS)、辛基苯酚聚氧乙烯醚(OP-1O)Jg肪醇聚氧乙烯醚(AE0-9)，化學(xué)純。實(shí)施例中用量“份”均為重量份。實(shí)施例1 :a、在室溫下，將20g十二烷基硫酸鈉(SDS)與Ilg正丁醇加入到50g氨基硅油(氨值O. 6)中，放入250mL燒杯內(nèi)混合,250r/min攪拌20min,然后加入O. 5g乙酸和50mL去離子水，繼續(xù)攪拌30min,加入6gNaCl和50mL去離子水,繼續(xù)攪拌約IOmin至均相，即獲得氨基硅油納米乳液。

b、取O. 3、. 5份氨基硅油納米乳液加入至100份水中，混合均勻，得到均相透明泛藍(lán)光的液體，即為納米乳液型控水壓裂液。圖1是本實(shí)施例1制備的納米乳液型控水壓裂液電鏡照片，圖中顯示產(chǎn)物粒徑較均勻，粒徑約在20nm-30nm之間。實(shí)施例2 a、在室溫下，將15g脂肪醇聚氧乙烯醚(AE0-9)與12g正丁醇加入到50g氨基硅油(氨值O. 3)中，放入250mL燒杯內(nèi)混合,200r/min攪拌20min,然后加入O. 35g乙酸和50mL去離子水,繼續(xù)攪拌30min,加入5gNaCl和50mL去離子水,繼續(xù)攪拌約IOmin至均相,得氨基硅油納米乳液。b、取O. 3、. 5份氨基硅油納米乳液加入至100份水中，混合均勻，得到均相透明泛藍(lán)光的液體，即為納米乳液型控水壓裂液。實(shí)施例3 a、在室溫下，將15g辛基苯酚聚氧乙烯醚(0P-10)與12g正丁醇加入到50g氨基硅油(氨值O. 3)中，放入250mL燒杯內(nèi)混合，150r/min攪拌25min,然后加入O. 4g乙酸和50mL去離子水，繼續(xù)攪拌30min，加入5gNaCl和50mL去離子水，繼續(xù)攪拌約IOmin至均相，得到含較多白色氣泡的粘稠液體，靜置待氣泡消失后，得氨基硅油納米乳液。b、取O. 3 0. 5份氨基硅油納米乳液加入100份水中，混合均勻，得到均相透明泛藍(lán)光的液體，即為納米乳液型控水壓裂液。實(shí)施例4 a、在室溫下，將12. 5g司盤80與吐溫80復(fù)配的乳化劑與9g正丁醇加入到50g氨基硅油(氨值O. 3)中，所述司盤80與吐溫80復(fù)配重量比為1:9，放入250mL燒杯內(nèi)混合300r/min攪拌20min,然后加入O. 5g乙酸和50mL去離子水，繼續(xù)攪拌30min,加入5gNaCl和50mL去離子水，攪拌約IOmin至均相，可得到含較多白色氣泡的粘稠液體，靜置待氣泡消失后，得淡藍(lán)色半透明乳液，即為氨基硅油納米乳液。b、取O. 3、. 5份氨基硅油納米乳液加入至100份水中，混合均勻，得到均相透明泛藍(lán)光的液體，即為納米乳液型控水壓裂液。實(shí)施例5:如實(shí)施例1所述，所不同的是將正丁醇替換為正丙醇和正戊醇重量比為2:1的混合物。得納米乳液型控水壓裂液。實(shí)施例6:如實(shí)施例1所述，所不同的 是將氯化鈉替換為氯化鉀。得納米乳液型控水壓裂液。實(shí)施例7:如實(shí)施例4所述，所不同的是司盤80與吐溫80的復(fù)配重量比為8:2，其他條件不變。得納米乳液型控水壓裂液。一、產(chǎn)品的粘度、粒徑及其他相關(guān)性能考察，如下表I。表1、實(shí)施例1-7產(chǎn)品的粘度、粒徑及其他相關(guān)性能
權(quán)利要求
1.一種納米乳液型控水壓裂液，按重量份，是由O. 3^0. 5份氨基硅油納米乳液和100份的水配制而成； 其中，氨基硅油納米乳液的原料重量份組分如下 氨基硅油50 100份，乳化劑1(Γ50份，助乳化劑低分子醇5 25份，助乳化劑低分子有機(jī)酸O. 2-1. 5份，電解質(zhì)2 份，水100 500份； 所述的氨基硅油粘度為80(T5000mPa · s，氨值為O. 3 O. 6 ； 所述的乳化劑為十二烷基硫酸鈉(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、辛基苯酚聚氧乙烯醚(0P-10)、或司盤80與吐溫80的復(fù)配乳化劑； 所述的助乳化劑低分子醇為碳原子數(shù)低于5的醇，所述的助乳化劑低分子有機(jī)酸是碳原子數(shù)低于4的低分子有機(jī)酸； 所述的電解質(zhì)為堿金屬鹽，選自氯化鈉、氯化鉀或硫酸鈉； 將乳化劑和低分子醇加入氨基硅油中，攪拌均勻，加入低分子有機(jī)酸和總量1/3-1/2的水，繼續(xù)攪拌，再加入電解質(zhì)和剩余量的水，攪拌至均相，得氨基硅油納米乳液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳液型控水壓裂液，其特征在于，所述的氨基硅油選自甲基氨基硅油、甲氧基氨基硅油、羥基氨基硅油、N-β氨乙基-Y -氨丙基改性硅油、端氨丙基改性硅油或側(cè)鏈含氨丙基改性硅油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳液型控水壓裂液，其特征在于，所述低分子醇是丙醇、丁醇、戊醇或乙二醇；優(yōu)選的，所述低分子醇是正丁醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳液型控水壓裂液，其特征在于，所述的低分子有機(jī)酸是乙酸或乙二酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳液型控水壓裂液，其特征在于，所述電解質(zhì)是氯化鈉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳液型控水壓裂液，其特征在于，所述復(fù)配乳化劑中司盤80與吐溫80復(fù)配重量比為1 10 Γ 0ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳液型控水壓裂液，其特征在于，氨基硅油納米乳液的原料重量份組分如下氨基硅油100份，乳化劑25 40份，助乳化劑低分子醇15 24份，助乳化劑低分子有機(jī)酸O. 7-1份，電解質(zhì)Γ10份，水15(Γ250份。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的納米乳液型控水壓裂液的制備方法，步驟如下 a、按配比，將乳化劑和低分子醇加入氨基硅油中，攪拌2(T30min，使之混合均勻，然后加入低分子有機(jī)酸和總量1/3-1/2的水，繼續(xù)攪拌2(T30min，然后加入電解質(zhì)和剩余量的水，攪拌至均相，得氨基硅油納米乳液； b、取O.3^0. 5重量份氨基硅油納米乳液加入100重量份水中，得納米乳液型控水壓裂液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納米乳液型控水壓裂液的制備方法，其特征在于，所述的攪拌，攪拌速度為10(T500r/min。
10.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的納米乳液型控水壓裂液的應(yīng)用，用于近水或高含水致密氣藏氣井控水壓裂改造。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種致密氣藏氣井用納米乳液型控水壓裂液及其制備方法。所述納米乳液型控水壓裂液是由0.3～0.5重量份氨基硅油納米乳液和100重量份的水配制而成；向氨基硅油中加入乳化劑和低分子醇，混合均勻，加入有機(jī)酸和部分水，繼續(xù)攪拌，然后加入電解質(zhì)和剩余的水，攪拌至均相，得到氨基硅油納米乳液。本發(fā)明制備過程簡單，過程易控制，所得的納米乳液型控水壓裂液具有疏水性，控水效果明顯，粘度低，粒徑小，表面張力低，性能穩(wěn)定，適用于近水或高含水致密氣藏氣井控水壓裂改造。
文檔編號C09K8/68GK103059829SQ20131003047
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者羅明良, 孫厚臺, 溫慶志, 劉飛, 劉卓, 高遵美, 郭燁, 楊國威 申請人:中國石油大學(xué)(華東)