一种纳米复合助排剂及其应用

本发明属于油气开采压裂增产化学液领域，具体涉及一种纳米复合助排剂及其在油气开采中的应用。

背景技术：

1、随着油气藏开采的不断深入，为了能更多更深层地开采出油气，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的助排助剂对增产有着重要的作用，对于超低渗透，地层毛细管水锁伤害现象严重，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。这些封闭滞留液体严重减少地层相对渗透率，减少产量，如何排出这些液体是亟需解决的问题。

2、目前表面活性剂为常用的助排剂，表面活性剂通过降低表面张力，改变润湿角，但是单一表面活性剂不易于进入地层进入深部远距离起作用。

3、现有技术中，纳米微乳液防止水锁伤害，其效果优于仅由常规表面活性剂的助排剂，其携带表面活性剂可进入更深远端地层，增加压裂液与地藏的接触面积，在超低渗透油气开发如页岩气，煤层气，致密砂岩等得到了成功应用。美国专利申请20030166472公开了一种由含d-柠檬烯、短链脂类溶剂和表面活性剂组成的微乳液体系。美国专利7998911公开了一种水溶性短链醇脂、油溶性脂肪酸脂、非离子、阴离子表面活性剂混合物的微乳液。美国专利申请20110021386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。上述专利应用的d-柠檬烯，短链醇溶剂为高闪点危险化学品或者不环保的石油化学溶剂，并且溶剂微乳液在高温下应用不稳定易于破乳。

4、为提升助排剂的效果，需要制备出一种有效解除水锁伤害，具备更远端助排作用和耐高温的助排产品。

技术实现思路

1、本发明公开了一种纳米复合助排剂及其应用，解决了目前现有助排剂效果不佳且不耐高温的问题。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种纳米复合助排剂，所述纳米复合助排剂以重量百分比计，其组成为表面活性剂0.1-1％，纳米二氧化硅0.1-1％，余量为稀释液体。

4、进一步的，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂；所述纳米二氧化硅为含介孔微结构。

5、进一步的，所述表面活性剂为烷基酰胺丙基甜菜碱，所述烷基长度为c12-c18。

6、进一步的，所述纳米二氧化硅为硅酸脂或硅酸钠在两性离子表面活性剂存在下酸性或碱性催化水解-缩合反应制备的10-200nm纳米颗粒，纳米颗粒内部具有有序介孔结构。

7、进一步的，所述硅酸脂包括硅酸四乙酯teos，硅酸四甲酯，硅酸四乙酯teos或硅酸四丁酯。

8、进一步的，所述硅酸钠的化学式为na2o·nsio2，所述na2o·nsio2中n为si/na的摩尔比，所述si/na的摩尔比为1.0-2.5。

9、进一步的，所述表面活性剂和二氧化硅比例为2:1～1:2。

10、进一步的，所述稀释液体为水或者氯化钠、氯化钾和氯化铵中的一种或几种的混合溶液。

11、进一步的，所述纳米复合助排剂的制备方法如下：

12、步骤1：将表面活性剂溶解于离子水中混合均匀，加入氨水调节ph至10，温度调节至80℃获得混合溶液；将硅酸酯在600rpm搅拌条件下滴加入所述混合溶液中搅拌2小时，获得sio2纳米悬浮液；

13、步骤2：将sio2纳米悬浮液在离心机8000rpm条件下离心30分钟获得沉淀颗粒，将沉淀颗粒用乙醇和去离子水清洗，然后将沉淀颗粒在50℃下干燥24小时获得纳米复合颗粒；所述纳米复合颗粒为孔隙内含有表面活性剂的纳米二氧化硅。

14、步骤3：将纳米复合颗粒加入水中配成0.2％的纳米溶液，在5～25℃水浴的超声波中分散振荡2小时，得到颗粒直径为30-100nm的纳米复合助排剂。

15、一种纳米复合助排剂在油气开采中的应用。

16、本发明将纳米复合排助剂的作为必要成分，能够使其具有进入更远和深层地层达到更好的液体排效果，并且纳米sio2在高温下稳定，将纳米复合排助剂与压裂液一起注入油井对油气藏进行压裂改造，能够使压裂液具有较好的解除水锁伤害性能，促进压裂液返排，从而提高油气藏的压裂改造效果，增加天然气产量。

技术特征：

1.一种纳米复合助排剂，其特征在于，所述纳米复合助排剂以重量百分比计，其组成为表面活性剂0.1-1％，纳米二氧化硅0.1-1％，余量为稀释液体。

2.根据权利要求1所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述表面活性剂为两性离子表面活性剂；所述纳米二氧化硅为含介孔微结构。

3.根据权利要求1所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述表面活性剂为烷基酰胺丙基甜菜碱，所述烷基长度为c12-c18。

4.根据权利要求1所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅为硅酸脂或硅酸钠在两性离子表面活性剂存在下酸性或碱性催化水解-缩合反应制备的10-200nm纳米颗粒，纳米颗粒内部具有有序介孔结构。

5.根据权利要求4所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述硅酸脂包括硅酸四乙酯teos，硅酸四甲酯，硅酸四乙酯teos或硅酸四丁酯。

6.根据权利要求4所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述硅酸钠的化学式为na2o·nsio2，所述na2o·nsio2中n为si/na的摩尔比，所述si/na的摩尔比为1.0-2.5。

7.根据权利要求1所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述表面活性剂和二氧化硅比例为2:1～1:2。

8.根据权利要求1所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述稀释液体为水或者氯化钠、氯化钾和氯化铵中的一种或几种的混合溶液。

9.根据权利要求1所述的纳米复合助排剂，其特征在于，所述纳米复合助排剂的制备方法如下：

10.一种纳米复合助排剂在油气开采中的应用。

技术总结本发明公开了一种纳米复合助排剂及其应用，属于油气开采压裂增产化学液领域。本发明解决了现有助排剂效果不佳的问题。所述纳米复合助排剂以重量百分比计，其组成为表面活性剂0.1‑1％，纳米二氧化硅0.1‑1％，余量为稀释液体。将纳米复合助排剂与压裂液一起注入井内对气藏进行压裂改造，能够使压裂液具有较好的解除水锁伤害性能，促进压裂液返排，从而提高油气藏的压裂改造效果，增加天然气产量。本发明所述的纳米复合助排剂适用于油气开采领域。技术研发人员：杨江,王紫薇,刘音颂,杨二龙,范荣荣受保护的技术使用者：东北石油大学技术研发日：技术公布日：2024/6/23