[发明专利]一种纳米级皮克林乳液型压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于油田开采领域，具体涉及一种适用于致密油田气藏的纳米级皮克林乳液型压裂液及其制备方法。

背景技术

致密非常规储层具有低孔、低渗的特点，勘探开发难度较大，大多数致密油气井需要储层改造才能获得比较理想的产量。随着非常规油气资源开采热潮的掀起，适用于开采低渗、低孔等非常规储层的滑溜水压裂技术日益得到了推广。自美国1997年利用滑溜水压裂体系成功改造位于德克萨斯州的第一口致密气井开始，滑溜水压裂体系开始倍受大家重视，在水资源比较丰富的国家已成为非常规油气藏开采的主要方式。滑溜水压裂液在开发致密非常规储层方面具有明显的优势，例如：(1)滑溜水压裂液中只含有少量的减阻剂等添加剂，易于返排，极大地减少了凝胶对地层及裂缝的伤害；(2)减阻水中的化学添加剂及支撑剂的用量较少，可节省施工成本40％-60％；(3)由于减阻水具有较低的黏度以及施工时的泵入速率较高，使得减阻水能够产生复杂度更高体积更大的裂缝网络，增加产量；(4)减阻水中添加剂含量少，较为清洁，因此更易于循环利用，可以节约大量宝贵的淡水资源。

传统使用的滑溜水压裂液一般由降阻剂、粘土稳定剂及助排剂等组成，其中减阻剂聚丙烯酰胺一般是水溶液、粉末状乳液或油包水乳液，它们在合成和使用时均存在明显的不足。例如：水溶液固含量一般比较低，且分子量不易控制，运输成本高；粉末状需要通过大量的热量干燥且需要专门的干燥设备，使用时又需要高速搅拌和加热，耗时耗力；“油包水”乳液则是将水溶性聚丙烯酰胺分散在油(烃类)中，不仅要具有较高的有效产物含量、较高的产物分子量，而且还要具有长期的贮存稳定性能，而同时满足上述应用要求并不是一件容易的事。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种纳米级皮克林乳液型压裂液的制备方法。该方法利用水溶性非离子单体丙烯酰胺等与具有粘土稳定功能的带有不饱和双键的季胺盐类单体与具有表面活性作用的带有不饱和双键的烷基酚聚氧乙烯醚类功能单体配制成水相，与溶解有表面活性剂油相混合后共聚，制备出新型的纳米级皮克林乳液压裂液。

本发明的目的还在于提供一种采用上述制备方法制备得到的纳米级皮克林乳液型压裂液。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一种纳米级皮克林乳液型压裂液的制备方法，包括以下步骤：

(1)水相的制备

将15-25重量份的水溶性非离子单体、1-5重量份的第一功能性单体、1-5重量份的第二功能性单体、1-3重量份的水溶性高分子乳化剂、15-20重量份的无机盐混合，溶于50-60重量份的去离子水中，搅拌溶解均匀形成水相；

(2)油相的制备

将1-3重量份的油溶性乳化剂溶于50-60重量份的油溶剂中，搅拌溶解均匀形成油相；

(3)纳米级皮克林乳液型压裂液的制备

将上述制备好的水相和油相混合并搅拌均匀，得到初级混合液，通入氮气驱氧后，向初级混合液中加入5-15重量份的纳米粒子和0.1-1重量份的引发剂并搅拌均匀，加热使初级混合液的温度达到40-90℃，引发聚合，继续通入氮气并充分搅拌反应5-12h，采用高速分散结合高压均质或高压微射流将混合液分散形成分散液；

使用去离子水将所制备的分散液稀释到0.1wt％-2.0wt％，从而制备得到纳米级皮克林乳液型压裂液。

上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述水溶性非离子单体可以包括丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等单体中的一种或多种的组合。

上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述第一功能性单体可以包括甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵、三甲基烯丙基氯化铵和二乙基二烯丙基氯化铵等单体中的一种或多种的组合。

上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述第二功能性单体可以包括辛基酚聚氧乙烯醚马来酸双(单)酯、壬基酚聚氧乙烯醚马来酸双(单)酯、壬基醇聚氧乙烯醚马来酸双(单)酯和辛基醇聚氧乙烯醚马来酸双(单)酯等单体中的一种或多种的组合。

上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述无机盐可以包括硫酸铵、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、氯化钾、氯化镁、柠檬酸钠和柠檬酸钾等中的一种或多种的组合。

上述制备方法中，优选地，在步骤(1)中，所述水溶性高分子乳化剂可以包括聚乙烯醇、聚乙二醇和聚乙烯基吡咯烷酮等中的一种或多种的组合。