一种纳米微乳液助排剂.pdf

本发明提供了一种纳米微乳液助排剂。本发明首先提供了一种纳米微乳液助排剂的浓缩液的原料组成如下：以重量百分比计，油20-45%、表面活性剂15-45%、助溶剂0.1-35%、有机酸0.1-5%、其余为水。本发明还提供了一种上述浓缩液制成的纳米微乳液助排剂。本发明将氨基硅油作为油的必要成分，能够使纳米微乳液助排剂具有更高的液体返排效率，将纳米微乳液助排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清理水锁伤害性能，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，制备方法简单，便于实用。

1.  一种纳米微乳液助排剂的浓缩液，以重量百分比计，其原料组成如下：

所述油包括氨基硅油，或氨基硅油与D-柠檬烯、油溶性脂肪酸脂、白油和煤油中的一种或几种组合而成的混合油。

2.  根据权利要求1所述的纳米微乳液助排剂的浓缩液，其特征在于：所述氨基硅油的粘度在500cps-30000cps，氨基值为0.1-1.0，混合油中氨基硅油的重量百分比含量在10%以上。

3.  根据权利要求1或2所述的纳米微乳液助排剂的浓缩液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子表面活性剂和/或两性表面活性剂。

4.  根据权利要求3所述的纳米微乳液助排剂的浓缩液，其特征在于：所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯聚合度值为4-10的烷基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚合度值为4-10的烷基胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚合度值为4-10的蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基糖苷中的一种或几种的组合；所述两性表面活性剂包括烷基的碳链长度为10-22的烷基氧化胺、烷基甜菜碱和烷基的碳链长度为10-22的烷基酰胺丙基氧化胺、烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种的组合。

5.  根据权利要求1-4任一项所述的纳米微乳液助排剂的浓缩液，其特征在于：所述助溶剂包括丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚和戊醇中的一种或几种的组合。

6.  根据权利要求1-5任一项所述的纳米微乳液助排剂的浓缩液，其特征在于：所述有机酸包括醋酸、乳酸和柠檬酸中的一种或几种的组合。

7.  一种纳米微乳液助排剂，其特征在于：该助排剂由权利要求1-6任一项所述的浓缩液和稀释液体组成，其中，浓缩液的浓度为0.01%-0.5%。

8.  根据权利要求7所述的纳米微乳液助排剂，其特征在于：
所述稀释液体为水或者包括氯化钠、氯化钾和氯化胺中的一种或几种的含盐溶液。

9.  一种权利要求7或8所述的纳米微乳液助排剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将油、表面活性剂、助溶剂、有机酸与水混匀，制成纳米微乳液助排剂的浓缩液；
步骤二，使用稀释液体将浓缩液稀释，得到纳米微乳液助排剂。

10.  一种油气藏压裂改造方法，其包括将权利要求7或8所述的纳米微乳液助排剂与压裂剂一起注入油井的步骤。

一种纳米微乳液助排剂
技术领域
本发明涉及一种超低渗透气井纳米微乳液助排剂，属于油气开采压裂剂领域。
背景技术
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助排助剂对增产有着重要的作用，因为对于超低渗透，地层毛细管水锁伤害现象非常严重，有数据显示在页岩气压裂中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。这些封闭滞留液体会严重减少地层相对渗透率，减少产量。如何排出这些液体是个重要的问题。已有报道很多不同种助排剂用来排出压裂后的液体，减少相封闭。
微乳液是由油、表面活性剂、助溶剂和水组成的一种均相透明、热力学稳定的体系，尺寸在200nm以下。纳米乳液也可以是微乳液，粒径在也在此纳米范围，但不一定为热力学稳定的体系。
现有技术中，国内外已有报道应用微乳液清理水锁伤害，其效果优于仅由常规表面活性剂组成的助排剂，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公开了一种环保型水溶性短链醇脂、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。
虽然现有技术有一定的成果，但是制备出有效清理水锁伤害，助排效果更好，制备方法简单的纳米微乳液助排剂仍是研究的课题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种纳米微乳液助排剂，采用该助排 剂能够有效清理水锁伤害，促进压裂液返排。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
一种纳米微乳液助排剂的浓缩液，以重量百分比计，其原料组成如下：

所述油包括氨基硅油，或氨基硅油与D-柠檬烯、油溶性脂肪酸脂、白油和煤油中的一种或几种组合而成的混合油。
上述的纳米微乳液助排剂的浓缩液中，优选的，所述氨基硅油的粘度在500cps-30000cps，氨基值为0.1-1.0，混合油中氨基硅油的重量百分比含量在10%以上。
上述的纳米微乳液助排剂的浓缩液中，优选的，所述表面活性剂为非离子表面活性剂和/或两性表面活性剂。
上述的纳米微乳液助排剂的浓缩液中，优选的，所述非离子表面活性剂包括聚氧乙烯聚合度值为4-10的烷基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚合度值为4-10的烷基胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚合度值为4-10的蓖麻油聚氧乙烯醚和烷基糖苷中的一种或几种的组合；所述两性表面活性剂包括烷基的碳链长度为10-22的烷基氧化胺、烷基甜菜碱和烷基的碳链长度为10-22的烷基酰胺丙基氧化胺、烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种的组合。上述的纳米微乳液助排剂的浓缩液中，优选的，所述助溶剂包括丙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚和戊醇中的一种或几种的组合。
上述的纳米微乳液助排剂的浓缩液中，优选的，所述有机酸包括醋酸、乳酸和柠檬酸中的一种或几种的组合。
本发明还提供一种纳米微乳液助排剂，该助排剂由上述的纳米微乳液助排剂的浓缩液和稀释液体组成，其中，浓缩液的浓度（或称含量）为0.01%-0.5%。
所得的溶液即是纳米微乳液助排剂，其纳米乳液的颗粒粒径为10-200nm。
上述的纳米微乳液助排剂中，优选的，所述稀释液体为水或者包括氯化钠、氯化钾和氯化胺中的一种或几种的含盐溶液。
本发明还提供一种纳米微乳液助排剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将油、表面活性剂、助溶剂、有机酸与水混匀，制成纳米微乳液助排剂的浓缩液；
步骤二，使用稀释液体将浓缩液稀释，得到纳米微乳液助排剂。
所得的纳米微乳液助排剂为均一透明、淡蓝色的溶液，其中液体微粒的尺寸在10-200纳米之间。
本发明还提供一种油气藏压裂改造方法，其包括将制得的纳米微乳液助排剂与压裂剂一起注入油井的步骤。
所述压裂剂包括植物胶如瓜尔胶和/或合成聚合物如聚丙烯酰胺，压裂剂中还可包括其他添加剂如缓蚀剂，酸，分散剂，增粘剂，润滑剂等。
本发明的突出效果为：
本发明将氨基硅油作为油的必要成分，能够使纳米微乳液助排剂具有更好的液体返排效果，将纳米微乳液助排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清理水锁伤害性能，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，制备方法简单，便于实用。
附图说明
图1是实施例提供的纳米微乳液助排剂的激光散射测定粒径图。
具体实施方式
以下便对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
实施例1
本实施例提供一种纳米微乳液助排剂，其浓缩液是由以下原料组成的，以重量百分比计：氨基值为0.4、粘度为1000cps的氨基硅油31.3%，非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚17.4%，乙二醇单丁醚1%，冰醋酸2.8%，水47.5%。
本实施例的纳米微乳液助排剂是通过下述方法制备的：
步骤一，将氨基硅油、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚、乙二醇单丁醚、冰醋酸与水混匀，制成纳米微乳液助排剂的浓缩液，该浓缩液为固含量48.7%的O/W型微乳液。
步骤二，将浓缩微乳液用浓度为2wt%KCl的水溶液进行稀释，浓缩液的含量为0.2wt%，得到均一透明、淡蓝色的纳米微乳液助排剂，其中如图1所示，通过动态激 光散射测定其液体颗粒直径在20-90纳米之间。
对本实施例所得到的纳米乳液助排剂的促进压裂液返排的性能进行实验：
对比例：将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将30mL水注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为17.1mL，助排效率（即流出的水量与原始注入的水量之比）为57%。
实验例：将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将本实施例得到的纳米乳液助排剂30mL注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为23.6mL，助排效率为78.7%。
实施例2
本实施例提供一种纳米微乳液助排剂，其浓缩液是由以下原料组成的，以重量百分比计：氨基值为0.4、粘度为800cps的氨基硅油10%，D-柠檬烯20%，非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚22%，冰醋酸1%，丁醇7%，水40%。
本实施例的纳米微乳液助排剂是通过下述方法制备的：
步骤一，将氨基硅油、D-柠檬烯、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚、冰醋酸、丁醇与水混匀，制成纳米微乳液助排剂的浓缩液。
步骤二，将浓缩微乳液用浓度为2wt%的KCl水溶液进行稀释，浓缩液的含量为0.2wt%，得到均一透明、淡蓝色的纳米微乳液助排剂，通过动态激光散射测定其液体颗粒直径在20-90纳米之间。
对本实施例所得到的纳米乳液助排剂的促进压裂液返排的性能进行实验：
对比例1：
本对比例以水做助排剂。
将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将30mL水注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为17.1mL，助排效率为57%。
对比例2：
以重量百分比计，本对比例的助排剂浓缩液是由下列原料组成的：D-柠檬烯30%，非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚22%，冰醋酸1%，丁醇7%， 水40%。
本对比例的助排剂是通过下述方法制备的：
步骤一，将D-柠檬烯、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚、冰醋酸、丁醇与水混匀，制成助排剂浓缩液。
步骤二，将助排剂浓缩液用浓度为2wt%的KCl水溶液进行稀释，浓缩液的含量为0.2wt%，得到助排剂溶液。
将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将30mL上述助排剂溶液注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为20.4mL，助排效率为68%。
实验例：将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将本实施例得到的纳米乳液助排剂30mL注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为23.5mL，助排效率为78.3%。
实施例3
本实施例提供一种纳米微乳液助排剂，其浓缩液是由以下原料组成的，以重量百分比计：氨基值为0.4、粘度为800cps的氨基硅油5%，脂肪酸甲脂25%，非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯（4）聚氧乙烯（6）醚20%，十二烷基氧化胺10%，冰醋酸1%，乙二醇单丁醚11%，水28%。
本实施例的纳米微乳液助排剂是通过下述方法制备的：
步骤一，将氨基硅油、脂肪酸甲脂、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯（4）聚氧乙烯（6）醚、十二烷基氧化胺、冰醋酸、乙二醇单丁醚与水混匀，制成纳米微乳液助排剂的浓缩液。
步骤二，将浓缩微乳液用浓度为2wt%的KCl水溶液进行稀释，浓缩液的含量为0.2%，得到均一透明、淡蓝色的纳米微乳液助排剂，通过动态激光散射测定其液体颗粒直径在20-90纳米之间。
对本实施例所得的纳米乳液助排剂的促进压裂液返排的性能进行实验：
对比例3：
本对比例使用水作为助排剂。
将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使 每次渗透率基本保持一致，将30mL水注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为17.1mL，助排效率（即流出的水量与原始注入的水量之比）为57%。
对比例4：
本对比例的助排剂浓缩液是由下列原料组成的：以重量百分比计：D-柠檬烯30%，非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚22%，冰醋酸1%，丁醇7%，水40%。
本对比例的助排剂是通过下述方法制备的：
步骤一，将D-柠檬烯、非离子表面活性剂异构十三醇聚氧丙烯(4)聚氧乙烯(6)醚、冰醋酸、丁醇与水混匀，制成助排剂浓缩液。
步骤二，将助排剂浓缩液用浓度为2wt%的KCl水溶液进行稀释，浓缩液的含量为0.2wt%，得到助排剂溶液。
将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将30mL上述助排剂溶液注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量为20.1mL，助排效率为67%。
实验例：将20-40目石英砂充填到长25cm，直径2.5cm的填砂管中，上下震动200次使每次渗透率基本保持一致，将本实施例得到的纳米乳液助排剂30mL注入到填砂管中，打开下部阀门，使液体在重力作用下流出，流出液量23.0mL，助排效率为76.7%。
由上述实施例可知，将使用了含有氨基硅油成分的油的纳米微乳液助排剂与压裂液混合，能够使压裂液具有较好的清理水锁伤害性能，更加高效，更好地促进压裂液返排。