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一种压裂控水用纳米乳液及其制备方法

阅读：1033发布：2020-08-31

专利汇可以提供一种压裂控水用纳米乳液及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种压裂控水用纳米乳液及其制备方法。在致密气井压裂过程中，压裂控水用纳米乳液随压裂液注入致密气藏，压裂控水用纳米乳液具有疏水性及稳定的吸附性，进入地层后吸附在岩石孔隙表面，耐水洗冲刷，能大幅度降低水相渗透率，降低幅度达到70％以上；对气相渗透率影响很小，具有选择性改变相渗的特性，控水效果明显；粘度小，表面张力低，易注入，尤其适用于致密气藏；与储层流体配伍性好，剪切稳定性、热稳定性和盐稳定性良好。在对气相渗透率影响很小的情况下，实现了控水的目的。，下面是一种压裂控水用纳米乳液及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种压裂控水用纳米乳液，其特征在于：按重量份计，包括：
20～40份的油相，
10～30份的乳化剂，
1～20份的助乳化剂，
20～80份的去离子水。
2.如权利要求1所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：按重量份计，所述油相包括
20～40份二羟基聚二甲基硅氧烷；
所述二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量为3800～50000；其羟基含量为：6.0～12.0％。
3.如权利要求2所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：按重量份计，所述油相包括
25～35份二羟基聚二甲基硅氧烷；
所述二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量为16000～28000；其羟基含量为：8.0～10.0％。
4.如权利要求1所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：按重量份计，所述乳化剂包括15～20份烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯的复合物；所述烷基酚聚氧乙烯醚和所述脂肪酸聚氧乙烯酯的质量比例范围为：4:1～1:2。
5.如权利要求4所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚包括NP-10、NP-12、NP-13中的任意一种或任意几种的组合。
6.如权利要求4所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：所述脂肪酸聚氧乙烯酯包括OEO-103和/或OEO-105。
7.如权利要求4所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚为NP-10；所述脂肪酸聚氧乙烯酯为OEO-103；
所述NP-10和所述OEO-103的质量比例范围为：5:2～5:3。
8.如权利要求1所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：所述助溶剂包括正丙醇、正丁醇、正丙胺、正丁胺中的任意一种或任意几种。
9.如权利要求8所述的压裂控水用纳米乳液，其特征在于：按重量份计，所述助溶剂包括5份正丙醇。
10.一种压裂控水用纳米乳液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将乳化剂、助乳化剂加入到油相中，在室温，100r/min下搅拌20～40min；然后在20～80℃，200～800r/min搅拌下，将去离子水在10～20min内均匀滴入混合好的油相中，继续搅拌30～60min，即获得压裂控水用纳米乳液。

说明书全文

一种压裂控水用纳米乳液及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油田化学技术领域，具体而言，涉及一种压裂控水用纳米乳液及其制备方法。

背景技术

[0002] 低渗致密气藏在未进行压裂等增产改造前难以获得工业气流，高含水低渗致密气井压裂形成的人造裂缝易导致气井含水上升快，能否同时解决致密气藏气井压裂后含水上升快与气井增产问题，这是国内外气田工作者普遍想要解决的问题。随着致密气藏储量在天然气能源中的比重与日剧增，致密砂岩气的开发已成为热点问题之一，为此国内外气田工作者也加大了对致密气藏开发的研究力度。对于致密气井，如果能开发出压裂用高效控水材料，可以在对气井进行压裂的同时，控制因压裂裂缝带来的产出水，不仅可以提高气井产量，增加经济效益，而且还能避免后续的因大量产出水引起的环境问题和带来的技术难题。

[0003] 具有高效控水功能的压裂液是致密气井实施控水压裂措施的关键问题之一，国内外相关机构一直致力于致密气藏控水压裂技术的研究与应用。目前，主要包括：改进的聚合物交联控水压裂液体系、以遇水降粘的冻胶体系为压裂液以及以蜡覆砂为部分支撑剂的控水压裂工艺技术等，例如 CN101476452A(CN200910020940.6)公开一种油气井控水压裂增产方法，是在压裂施工时，采用化学降解包覆堵塞的方式，在地下形成封堵层，化学反应重量配比为：水1000份，石蜡或微晶蜡20～40份，英砂180～360 份，稠化剂3～4份，交联剂7～9份，添加剂0.29～6.6份。CN102120929A (CN201010609172.0)公开一种气井控水剂的制备方法，包括：a、将阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚合物和XY型一价金属盐共溶剂水溶液混合均匀，搅拌至完全溶解，形成聚合物复合溶液；所述的阴离子聚丙烯酰胺分子量为600万～
2000万；所述的阳离子聚合物的分子量300万～900万；b、将有机酸酯、碳酸盐与步骤a所形成的聚合物复合溶液按照(0.05～0.5)：(0.5～1)： 100质量比复配,得到气井控水剂。

[0004] 现有的控水压裂液主剂大多为大分子量聚合物，致密气藏储层物性差、孔隙尺度为微纳米级，而聚合物交联体系或者冻胶体系粒径大、粘度大，因而不适合用做致密气藏控水压裂液。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供了一种压裂控水用纳米乳液。压裂控水用纳米乳液中，按重量份计，包括：

[0006] 20～40份的油相，

[0007] 10～30份的乳化剂，

[0008] 1～20份的助乳化剂。

[0009] 在某些实施方式中，按重量份计，所述油相包括20～40份二羟基聚二甲基硅氧烷；

[0010] 所述二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量为3800～50000；其羟基含量为： 6.0～12.0％。

[0011] 在某些实施方式中，按重量份计，所述油相包括25～35份二羟基聚二甲基硅氧烷；

[0012] 所述二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量为16000～28000；其羟基含量为： 8.0～10.0％，

[0013] 在某些实施方式中，按重量份计，所述乳化剂包括15～20份烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯的复合物；所述烷基酚聚氧乙烯醚和所述脂肪酸聚氧乙烯酯的质量比例范围为：4:1～1:2。

[0014] 在某些实施方式中，所述烷基酚聚氧乙烯醚包括NP-10、NP-12、NP-13 中的任意一种或任意几种的组合。

[0015] 在某些实施方式中，所述脂肪酸聚氧乙烯酯包括OEO-103和/或 OEO-105。

[0016] 在某些实施方式中，所述烷基酚聚氧乙烯醚为NP-10；所述脂肪酸聚氧乙烯酯为OEO-103；

[0017] 所述NP-10和所述OEO-103的质量比例范围为：5:2～5:3。

[0018] 在某些实施方式中，所述助溶剂包括正丙醇、正丁醇、正丙胺、正丁胺中的任意一种或任意几种。

[0019] 在某些实施方式中，按重量份计，所述助溶剂包括5份正丙醇。

[0020] 该种压裂控水用纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：将乳化剂、助乳化剂加入到油相中，在室温，100r/min下搅拌20～40min；然后在20～80℃， 200～800r/min搅拌下，将去离子水在10～20min内均匀滴入混合好的油相中，继续搅拌30～60min，即获得压裂控水用纳米乳液。

[0021] 本发明的有益效果如下：

[0022] 随着常规油气产量的不断下降，低渗致密气等非常规油气成为了勘探开发的热点，我国低渗致密气资源丰富，主要集中在鄂尔多斯、松辽、四川和塔里木等主要盆地，技术可采资源量达到12×1013m3。

[0023] 低渗致密气藏表现出低孔隙度、低渗透率、高含水量、高毛管压力等特点。高含水低渗致密气井在压裂后普遍出现含水上升快、产量递减迅速的问题。本发明提供的压裂控水用纳米乳液可有效解决控水和压裂的矛盾。不但可以有效控制压裂裂缝带来的产出水，还可以提高气井产量，增加经济效益，避免大量产出水处理的难题。

[0024] 在致密气井压裂过程中，压裂控水用纳米乳液随压裂液注入致密气藏，纳米控水乳液具有疏水性，进入地层后吸附在岩石表面，能大幅度降低水相渗透率，降低幅度达到70％以上；对气相渗透率影响很小，具有选择性改变相渗的特性，控水效果明显；粘度小，表面张力低，易注入，尤其适用于致密气藏；与储层流体配伍性好，剪切稳定性、热稳定性和盐稳定性良好。在不影响气相渗透率的同时，实现了控水的目的。

[0025] 概括而言，本发明提供的压裂控水用纳米乳液存在以下技术优势：

[0026] ①疏水性，控水效果高，水相渗透率降低幅度达到70％以上

[0027] ②表面张力低

[0028] ③耐剪切性及耐冲刷性能好

[0029] ④耐温性及耐盐性好。

[0030] 综上所述，本发明压裂控水用纳米乳液特殊的结构，其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了好用且实用的效果，较现有的控水材料的制备方法具有增进的多项功效，从而较为适于实用，并具有广泛的产业价值。附图说明

[0031] 应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

[0032] 图1为本发明实施例1的电镜照片。

具体实施方式

[0033] 在下文中，将实施例更全面地描述本公开。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

[0034] 在下文中，可在本公开的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本公开的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

[0035] 在本公开的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A 或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

[0036] 在本公开的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本公开的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

[0037] 应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

[0038] 在本公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

[0039] 本发明提供了压裂控水用纳米乳液，按重量份计，包括：

[0040] 20～40份的油相，

[0041] 10～30份的乳化剂，

[0042] 1～20份的助乳化剂，

[0043] 20～80份的去离子水。

[0044] 在致密气井压裂过程中，本发明提供的压裂控水用纳米乳液随压裂液注入致密气藏，压裂控水用纳米乳液具有疏水性及强吸附性，进入地层后吸附在岩石表面，能大幅度降低水相渗透率，降低幅度达到70％以上；对气相渗透率影响很小，具有选择性改变相渗的特性，控水效果明显；粘度小，表面张力低，易注入，尤其适用于致密气藏；与储层流体配伍性好，剪切稳定性、热稳定性和盐稳定性良好。在不影响气相渗透率的同时，实现了控水的目的。

[0045] 在本发明某些实施例中，按重量份计，所述油相包括20～40份二羟基聚二甲基硅氧烷；

[0046] 所述二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量为3800～50000；其羟基含量为：6.0～12.0％。

[0047] 在本发明某些实施例中，按重量份计，所述油相包括25～35份二羟基聚二甲基硅氧烷；

[0048] 所述二羟基聚二甲基硅氧烷的分子量为16000～28000；其羟基含量为： 8.0～10.0％，

[0049] 在本发明某些实施例中，按重量份计，所述乳化剂包括15～20份烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯酯的复合物；所述烷基酚聚氧乙烯醚和所述脂肪酸聚氧乙烯酯的质量比例范围为：4:1～1:2。

[0050] 在本发明某些实施例中，所述烷基酚聚氧乙烯醚包括NP-10、NP-12、 NP-13中的任意一种或任意几种的组合。

[0051] 在本发明某些实施例中，所述脂肪酸聚氧乙烯酯包括OEO-103和/或 OEO-105。

[0052] 在本发明某些实施例中，所述烷基酚聚氧乙烯醚为NP-10；所述脂肪酸聚氧乙烯酯为OEO-103；

[0053] 所述NP-10和所述OEO-103的质量比例范围为：5:2～5:3。

[0054] 在本发明某些实施例中，所述助溶剂包括正丙醇、正丁醇、正丙胺、正丁胺中的任意一种或任意几种。

[0055] 在本发明某些实施例中，按重量份计，所述助溶剂包括5份正丙醇。

[0056] 本发明还提供了该种压裂控水用纳米乳液的制备方法，包括以下步骤：将乳化剂、助乳化剂加入到油相中，在室温，100r/min下搅拌20～40min；然后在20～80℃，200～800r/min搅拌下，将去离子水在10～20min内均匀滴入混合好的油相中，继续搅拌30～60min，即获得压裂控水用纳米乳液。

[0057] 实施例1

[0058] 室温下，取20.0g二羟基聚二甲基硅氧烷，羟基含量为：8.0％，分子量为16000，将5.0g烷基酚聚氧乙烯醚NP-10，2.0g脂肪酸聚氧乙烯酯 OEO-103，5.0g正丙醇加入到二羟基聚二甲基硅氧烷中，于100r/min下搅拌30min，然后在50℃，400r/min搅拌下，将33.0g去离子水在15min内均匀滴入油相中，得到透明均一的液体，即为压裂控水用纳米乳液。

[0059] 实施例2

[0060] 室温下，取20.0g二羟基聚二甲基硅氧烷，羟基含量为：12.0％，分子量为50000，将6.2g烷基酚聚氧乙烯醚NP-10，3.0g脂肪酸聚氧乙烯酯 OEO-103，6.0g正丁醇加入到二羟基聚二甲基硅氧烷中，于100r/min下搅拌30min，然后在80℃，800r/min搅拌下，将40.0g去离子水在15min内均匀滴入油相中，得到透明均一的液体，即为压裂控水用纳米乳液。

[0061] 实施例3

[0062] 室温下，取20.0g二羟基聚二甲基硅氧烷，羟基含量为：8.0％，分子量为50000，将4.0g烷基酚聚氧乙烯醚NP-12，4.0g脂肪酸聚氧乙烯酯 OEO-103，3.0g正丙胺加入到二羟基聚二甲基硅氧烷中，于100r/min下搅拌25min，然后在40℃，500r/min搅拌下，将35.0g去离子水在20min内均匀滴入油相中，得到透明均一的液体，即为压裂控水用纳米乳液。

[0063] 实施例4

[0064] 室温下，取20.0g二羟基聚二甲基硅氧烷，羟基含量为：10.0％，分子量为16000，将2.0g烷基酚聚氧乙烯醚NP-10，2.0g烷基酚聚氧乙烯醚 NP-12，3.3g脂肪酸聚氧乙烯酯OEO-
103，2.0g正丙醇,3.0正丙胺加入到二羟基聚二甲基硅氧烷中，于100r/min下搅拌20min，然后在30℃，300r/min 搅拌下，将28.0g去离子水在10min内均匀滴入油相中，得到透明均一的液体，即为压裂控水用纳米乳液。

[0065] 实施例5

[0066] 室温下，取20.0g二羟基聚二甲基硅氧烷，羟基含量为：12.0％，分子量为35000，将2.0g烷基酚聚氧乙烯醚NP-12，1.0g烷基酚聚氧乙烯醚 NP-13，3.0g脂肪酸聚氧乙烯酯OEO-
103，2.0g正丙醇,2.0正丁胺加入到二羟基聚二甲基硅氧烷中，于100r/min下搅拌35min，然后在60℃，300r/min 搅拌下，将31.0g去离子水在10min内均匀滴入油相中，得到透明均一的液体，即为压裂控水用纳米乳液。

[0067] 实验结果如下：

[0068] 1、压裂控水用纳米乳液基本性能：

[0069] 取0.3份实施例1～5压裂控水用纳米乳液加入至100份水中，混合均匀，得到均相透明的液体，分别测试压裂液粒径分布、表面张力、耐剪切性能、耐温性能、耐盐性能及减阻性能，实验条件及实验结果如下表所示，其中，标准盐水配方为：2％KCl+5.5％NaCl+0.45％MgCl2+0.55％CaCl2。

[0070]

[0071] 由表可以看出，压裂控水用纳米乳液粒径小，表面张力低，表现出优良的耐剪切性能、耐温性能以及耐盐性能。

[0072] 2、压裂控水用纳米乳液控水效果

[0073] 取0.3份实施例1～5压裂控水用纳米乳液加入至100份水中，对压裂控水用纳米乳液对气井控水的效果进行评价，实验方法根据行业标准 SY/T5358-2012《储层敏感性流动实验评价方法》

[0074] 进行，实验结果如下表所示。

[0075]

[0076] 由表可以看出，压裂控水用纳米乳液进入地层后吸附在岩石孔隙表面，能较大幅度降低水相渗透率，降幅达70％以上；而对气相渗透率影响较小，下降幅度控制在5％以下，具有较好的控水效果。

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