一种致密砂岩气藏解液锁剂及其制备方法和应用

本申请涉及致密砂岩油气藏开发，尤其涉及一种致密砂岩气藏解液锁剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、致密砂岩气是目前国际上开发规模最大的非常规天然气，其在天然气资源结构中的意义和作用日趋显著。中国致密砂岩气资源丰富，“十一五”以来实现了规模开发利用，凸显了良好的开发前景。由于致密砂岩气藏普遍具有气层薄、单砂体规模小、储层非均质性强、含气饱和度低、气水渗流规律复杂等特点。因此，随着致密砂岩气藏开发的进行，气藏压力不断降低，边底液体会在压差的作用下进入到气藏中，沿着水窜通道进入到生产井中，造成储层“液锁”效应，降低了气体渗透率，使气井产量迅速降低，影响气藏最终采收率。因此，解除液锁效应是提高致密气藏采收率的重要方法之一。

2、目前解决气藏“液锁”伤害的方法主要是降低气水界面张力和改变岩石的气湿性，改变气液在储层中的分布，有利于侵入液体排出，提高气体渗透率和单井产量。氟碳表面活性剂的活性最高，较少的用量能使物质的表面张力降低至很小。其非极性端是由氟碳链组成，且被引入氟原子所含的数量和所处的位置对表面活性剂的整体性能影响至关重要。氢原子被氟原子取代，相当于氟碳键替换了碳氢键，因此，氟碳表面活性剂的非极性端既疏水又疏油，能够很好地改变固体表面润湿性，而且氟原子的电负性大，所形成的键能强，导致其具有更高的稳定性，以满足解除液锁效应的应用要求。现有技术公开了一些通过注入表面活性剂溶液来改变岩石润湿性的技术方案。

3、专利cn115850553a公开了一种超疏水纳米材料解水锁剂的制备方法。所述解水锁剂包括由以质量分数计的以下成分：0.6％～1％阳离子单体、10.8％～17.38％疏水单体、2％～8％含氟单体、0.02％～0.2％交联剂，其余量为水。通过在阳离子单体上引入疏水单体和含氟单体，共聚形成含有疏水官能团和亲水官能团的共聚物，使其同时具有较好的两亲性，在水中难以团聚，得到稳定的纳米颗粒产物。但在现实应用过程中，由于纳米二氧化硅容易团聚,需要用甲醇等有机溶剂作为分散剂，注入地层与地层水或入井液等流体接触后性能改变，导致解水锁性能稳定性差，适应性差。

4、专利cn115772396a公开了一种油气藏解水锁剂的制备方法和应用，所述油气藏解水锁剂包括：含硅阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、增效助剂和水，所述含硅阳离子型表面活性剂、所述阴离子型表面活性剂和所述增效助剂的质量比为(10～40)：5～20)：(5～30)，能够大幅度降低水的表面张力，将强水湿基质表面调控为中性润湿甚至疏水，有效实现解除油气藏水锁伤害的效果。但是该解水锁剂虽然表面活性强，返排容易，但当表面活性剂随地层水的流体返排后，解水锁作用即刻失效，作用有效期短。

5、在致密砂岩气藏开发的中后期，气井产量迅速降低，气井的开采环境存在温度高、盐度高等复杂情况，而且，现有技术公开的解液锁剂对于开发中后期的致密砂岩气藏往往并不适用，造成了解液锁剂有效性差和有效期短的问题。因此，目前亟需开发一种合适的致密砂岩气藏解液锁剂，解决解液锁剂稳定性差、不适宜于现场应用的问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种致密砂岩气藏解液锁剂及其制备方法和应用，以克服现有技术中解液锁剂分散性和稳定性差，不适宜现场应用的问题。

2、为了实现上述目的，本申请实施例的技术方案是：

3、本申请的第一方面提供一种致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，包括：

4、使纳米材料、阳离子表面活性剂和酸催化剂溶于溶剂中，进行水浴反应，获得纳米材料溶液；

5、使所述纳米材料溶液和硅烷偶联剂进行反应后，收集改性纳米材料；

6、使所述改性纳米材料、含氟单体、乳化剂、n，n-二甲基甲酰胺和引发剂进行水解缩合反应，即得致密砂岩气藏解液锁剂。

7、结合第一方面优选地，所述纳米材料为碳纳米管、氧化石墨烯、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、纳米银、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、埃洛石、水滑石、蛭石、云母、高岭石和锂皂石中的一种或几种；

8、和/或，所述纳米材料的添加量为0.1～3.0g/l。

9、结合第一方面优选地，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；

10、和/或，所述阳离子表面活性剂在反应体系中的质量分数为1～5％。

11、结合第一方面优选地，所述酸催化剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸和草酸中的一种或几种；

12、和/或，所述酸溶液在反应体系中的质量分数为0.1～1％。

13、结合第一方面优选地，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧甲基三甲氧基硅烷、y-氨丙基三甲氧基硅烷和y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；

14、和/或，所述硅烷偶联剂在反应体系中的质量分数为0.5～5％。

15、结合第一方面优选地，所述改性纳米材料和所述含氟单体的摩尔比为1～5：1～5。

16、结合第一方面优选地，所述含氟单体为全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种。

17、结合第一方面优选地，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、op-10、全氟壬烯氧基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和吐温80中的一种或几种。

18、本申请的第二方面提供一种第一方面所述制备的致密砂岩气藏解液锁剂。

19、本申请的第三方面提供一种第一方面制备的致密砂岩气藏解液锁剂或者第二方面所述的致密砂岩气藏解液锁剂用于制备解液锁剂中的应用。

20、与现有技术相比，本申请实施例的优点或有益效果至少包括：

21、本申请提供的制备方法以醇溶液为溶剂，以酸为催化剂，以阳离子表面活性剂为分散剂，经水浴反应后，得到纳米材料溶液，将纳米材料溶液和硅烷偶联剂进行水解缩合反应后，得到改性纳米材料，之后，将改性纳米材料、含氟单体、乳化剂、n，n-二甲基甲酰胺和引发剂进行水解缩合反应，即得致密砂岩气藏解液锁剂。如此，该方法制备的致密砂岩气藏解液锁剂，一方面，能够有效降低界面张力，使得颗粒或分子更容易分散在溶液中，本申请中采用醇溶液作为溶剂可提高溶解度，能够确保溶质更好地溶解于溶剂中，有利于分散；另一方面，该方法制备的致密砂岩气藏解液锁剂即含有亲水性又含有疏水性基团，这使得所述基团能够在溶剂和溶质之间形成较强的相互作用，从而促进致密砂岩气藏解液锁剂的稳定性。

技术特征：

1.一种致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述纳米材料为碳纳米管、氧化石墨烯、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、纳米银、蒙脱石、凹凸棒石、海泡石、埃洛石、水滑石、蛭石、云母、高岭石和锂皂石中的一种或几种；

3.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵中的一种或几种；

4.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述酸催化剂为硫酸、盐酸、硝酸、醋酸和草酸中的一种或几种；

5.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧甲基三甲氧基硅烷、y-氨丙基三甲氧基硅烷和y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种；

6.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述改性纳米材料和所述含氟单体的摩尔比为1～5：1～5。

7.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述含氟单体为全氟癸基三甲氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅烷和甲基丙烯酸十二氟庚酯中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的致密砂岩气藏解液锁剂的制备方法，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、op-10、全氟壬烯氧基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和吐温80中的一种或几种。

9.一种权利要求1-8所述任一方法制备的致密砂岩气藏解液锁剂。

10.一种权利要求1-8任一所述方法制备的致密砂岩气藏解液锁剂或者一种权利要求9所述的致密砂岩气藏解液锁剂用于制备解液锁剂中的应用。

技术总结本申请公开了一种致密砂岩气藏解液锁剂及其制备方法和应用，涉及致密砂岩油气藏开发技术领域，该方法包括：使纳米材料、阳离子表面活性剂和酸催化剂溶于溶剂中，进行水浴反应，获得纳米材料溶液；使纳米材料溶液和硅烷偶联剂进行反应后，收集改性纳米材料；使改性纳米材料、含氟单体、乳化剂、N，N‑二甲基甲酰胺和引发剂进行水解缩合反应，即得致密砂岩气藏解液锁剂，该解液锁剂一方面能够有效降低界面张力，使得颗粒或分子更容易分散在溶液中，能够确保溶质更好地溶解于溶剂中，有利于分散；另一方面，含有亲水性又含有疏水性基团，这使得基团能够在溶剂和溶质之间形成较强的相互作用，从而促进致密砂岩气藏解液锁剂的稳定性。技术研发人员：李永飞,胡秋燕,王满学,王倩,郭鹏莉,王诗语,汪亮亮,闫奥博,何欣怡受保护的技术使用者：西安石油大学技术研发日：技术公布日：2024/8/20