一种润湿性纳米颗粒的制备方法及润湿性纳米流体与流程

本发明涉及页岩油开采领域，特别涉及一种润湿性纳米颗粒的制备方法及润湿性纳米流体。

背景技术：

1、页岩是一种低渗透层状硅酸沉积岩，在对非常规页岩地层进行开发的过程中，通常需要依靠钻井过程中形成的泥饼来降低滤失，但是由于页岩地层的孔喉尺寸较小，一般为3-100nm，因此渗透率极低，这导致常规钻井液在钻井过程中无法形成有效的泥饼结构来抑制水分进入页岩地层中。

2、在页岩储层中使用合成基钻井液是一个有效的解决钻井过程井壁不稳问题的解决方案。其中，合成基钻井液是将酯、醚、聚α-烯烃、缩醛、线性α-烯烃等有机合成材料添加到钻井液中得到，在具有油基钻井液的优点的同时，还具有环保的优点。

3、然而，由于合成基钻井液中含有的有机成分在钻井完成之后会改变井壁岩石的润湿性，因而会降低后续固井质量。如何有效地去除井壁上的合成基钻井液提高后续固井质量是页岩油开采面临的一个难题。

技术实现思路

1、本发明之一提供了一种润湿性纳米颗粒的制备方法，其包括如下步骤：使碳源化合物和任选地交联剂在高温高压下反应得到所述润湿性纳米颗粒。

2、在一个具体实施方式中，所述碳源化合物为聚丙烯酸、柠檬酸、二氨基苯磺酸钠、柠檬酸钠、抗坏血酸、抗坏血酸钠、乙二酸和丙二酸中的至少一种。

3、在一个具体实施方式中，所述交联剂为乙二胺、丙二胺和l-蛋氨酸中的至少一种。

4、在一个具体实施方式中，所述碳源化合物和所述交联剂的摩尔比为1:(0-3)。

5、在一个具体实施方式中，所述碳源化合物和所述交联剂的摩尔比为1；(0-2.6)。

6、在一个具体实施方式中，所述聚丙烯酸和乙二胺的摩尔比为1:(2-2.6)。

7、在一个具体实施方式中，所述柠檬酸和所述l-蛋氨酸的摩尔比为1:(0.85-1.3)。

8、在一个具体实施方式中，反应的温度为170至220℃；反应的压力为2.5至3.5mpa；反应的时间为2至12h。

9、在一个具体实施方式中，当所述碳源化合物为聚丙烯酸，所述交联剂为乙二胺时，反应的温度为180至220℃；反应的压力为2.5至3.5mpa；反应的时间为6至12h。

10、在一个具体实施方式中，当所述碳源化合物为二氨基苯磺酸钠时，反应的温度为170至220℃，反应的压力为2.5至3.5mpa；反应的时间为7至12h。

11、在一个具体实施方式中，当所述碳源化合物为柠檬酸，所述交联剂为l-蛋氨酸时，反应的温度为170至220℃；反应的压力为2.5至3.5mpa；反应的时间为2至6h。

12、在一个具体实施方式中，反应的压力为3mpa。

13、在一个具体实施方式中，将所述碳源化合物与任选地所述交联剂在水中反应后自然冷却，冷冻干燥得到所述润湿性纳米颗粒。

14、本发明之二提供了根据本发明之一中任意一项所述的制备方法制备得到的润湿性纳米颗粒。

15、在一个具体实施方式中，所述润湿性纳米颗粒的粒径为10至20nm。

16、在一个具体实施方式中，所述润湿性纳米颗粒的水化粒径为12至30nm。

17、本发明之三提供了一种润湿性纳米流体，其包括耐高温稳定剂、水和如本发明之一中任意一项所述的制备方法制备得到的润湿性纳米颗粒或本发明之二所述的润湿性纳米颗粒。

18、在一个具体实施方式中，所述耐高温稳定剂选自α-烯基磺酸钠、十八烷基甲苯磺酸钠、重烷基苯磺酸钠、十四烷基羟丙基磺基甜菜碱和十六烷基羟丙基磺基甜菜碱中的至少一种。

19、在一个具体实施方式中，所述水、耐高温稳定剂和润湿性纳米颗粒的质量比为1000：(2至6)：(0.5至3)。

20、本发明之四提供了根据本发明之一中任意一项所述的制备方法制备得到的润湿性纳米颗粒、本发明之二所述的润湿性纳米颗粒或本发明之三中任意一项所述的润湿性纳米流体在固井前置液、油水分离、残余钻井液去除和提高固井质量中的至少一种中的应用。

21、本发明的有益效果：

22、本发明所制备的润湿性纳米颗粒具有较高的界面活性以及润湿调控能力，能够改变页岩表面的润湿性，降低油水界面张力，从而达到清洗井壁表面以去除残余合成基钻井液的效果。同时本发明所制备的润湿性纳米流体可以通过将井壁表面岩石的润湿性改变为亲水，从而提高固井二界面的水泥胶结强度。

技术特征：

1.一种润湿性纳米颗粒的制备方法，其包括如下步骤：使碳源化合物和任选地交联剂在高温高压下反应得到所述润湿性纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源化合物为聚丙烯酸、柠檬酸、二氨基苯磺酸钠、柠檬酸钠、抗坏血酸、抗坏血酸钠、乙二酸和丙二酸中的至少一种；和/或

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳源化合物和所述交联剂的摩尔比为1:(0-3)；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应的温度为170至220℃；反应的压力为2.5至3.5mpa；反应的时间为2至12h；

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法制备得到的润湿性纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述的润湿性纳米颗粒，其特征在于，所述润湿性纳米颗粒的粒径为10至20nm；

7.一种润湿性纳米流体，其包括耐高温稳定剂、水和

8.根据权利要求7所述的润湿性纳米流体，其特征在于，所述耐高温稳定剂选自α-烯基磺酸钠、十八烷基甲苯磺酸钠、重烷基苯磺酸钠、十四烷基羟丙基磺基甜菜碱和十六烷基羟丙基磺基甜菜碱中的至少一种。

9.根据权利要求7或8所述的润湿性纳米流体，其特征在于，所述水、耐高温稳定剂和润湿性纳米颗粒的质量比为1000：(2至6)：(0.5至3)。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法制备得到的润湿性纳米颗粒、权利要求5或6所述的润湿性纳米颗粒或权利要求7至9中任意一项所述的润湿性纳米流体在固井前置液、油水分离、残余钻井液去除和提高固井质量中的至少一种中的应用。

技术总结本发明涉及一种润湿性纳米颗粒的制备方法及润湿性纳米流体。所述润湿性纳米颗粒的制备方法为使碳源化合物和任选地交联剂在高温高压下反应得到所述润湿性纳米颗粒。所述润湿性纳米流体包括耐高温稳定剂、水和所述润湿性纳米颗粒。技术研发人员：齐志刚,陈阳,曹会莲,冯德杰,张建国,曹成章受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4