[发明专利]一种改性纳米蒙脱土及其制备方法和聚合物压裂液增效剂及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种改性纳米蒙脱土及其制备方法和聚合物压裂液增效剂及其制备方法和应用。所述改性纳米蒙脱土包括纳米蒙脱土和改性基团；纳米蒙脱土为钠基蒙脱土；改性基团选自C₁₂～C₁₈脂肪链季铵盐。能显著的提高疏水缔合型聚合物粘度，增强压裂液体系的携砂性能。药剂用量低、制备方法简单、耐温、耐剪切性好等优点，在常温下短时间内即可制备完成，耐温耐剪切性良好，在90℃、剪切速率为170s^‑1、剪切90min依然高于90mPa.s。引入改性纳米蒙脱土，提高了压裂液中聚合物的性质，增强了弹性模量，使得整体性能更佳。

技术领域

本发明属于油气田开发技术领域，具体涉及一种改性纳米蒙脱土及其制备方法和聚合物压裂液增效剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着油气藏开采的不断深入，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。而作为压裂改造的工作液，低伤害高效能压裂液已经成为压裂液研究的热门及发展趋势。自上世纪90年代逐步开发应用的粘弹性表面活性剂(VES)压裂液具有较好的粘弹性、无残渣及低伤害等特点，因此已作为理想的压裂改造用液体成为国内外学者的主要研究对象。但是，粘弹性表面活性剂压裂液在应用过程中也存在滤失量高，表面活性剂用量大等方面局限而限制了它的应用。

为了克服上述问题，研究者们通过探索新型清洁压裂液，或在原有的研究基础上对压裂液进行强化，以得到强度更高稳定性更好的压裂液体系。CN104694114A公开了一种新型超分子清洁压裂液，该压裂液在较低浓度下能够得到较高的稠度和粘弹性，具备较好的流变性和携砂性能。CN103555312A公开了一种纳米复合纤维清洁压裂液以及其制备方法，其包含纳米纤维复合物、纤维分散剂、防膨剂、调理剂和防垢剂，该压裂液中存在一种纤维网络，能够提高压裂液的强度和携砂性能，减缓支撑剂的沉降速率，降低滤失率。CN102093874A公开了一种阴离子型纳米复合压裂液，其产品质量组分包括：阴离子粘弹性表面活性剂3～7份，助表面活性剂：0.05～0.5份，反离子盐：3～10份，纳米颗粒：0.05～0.5份，水100份。该产品具有良好的粘弹性和携砂性能，可以用于50-100℃的地层。CN103387827A公开了一种纳米材料缔合清洁压裂液体系及其在油气田中的应用，该体系包含纳米材料、清洁压裂液和分散助剂液态三元醇。该产品能够在高达130℃的温度下仍可保持一定的体系粘度，有利于其在高温深井油田中的应用。

尽管目前针对压裂液所进行的研究能够对其现状和缺点进行改善，但却依然存在适用范围较低，相应的成本较高，无法大规模应用等缺点。

目前部分药剂由于具有良好的耐温性能而得到了迅速的发展及应用，但其不同程度的存在残渣含量高、耐剪切性能差、交联效率较低等问题。近年来，部分学者通过表面修饰技术在反应性纳米二氧化硅表面负载硼酸，研发了具有体型结构的系列纳米交联剂，其交联的胍胶表现较好的延迟交联性能、耐温耐剪切性能、粘弹性能、破胶性能等优点，但其存在水分散不好、且在温度较高(如75℃)的条件下存在交联体系粘度下降较快，表现耐温性不佳等问题，这在一定程度会限制其在中高温深井中的应用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种压裂液用改性纳米材料复合增效剂制备方法与应用。本发明的压裂液用纳米复合增效剂具有药剂用量低、制备方法简单、耐温、耐剪切性好等优点。

根据本申请的一个方面，提供一种一种改性纳米蒙脱土，所述改性纳米蒙脱土由纳米蒙脱土和长链基团经过离子交换反应获得；

所述纳米蒙脱土为钠基蒙脱土；

所述长链基团选自C₁₂～C₁₈脂肪链季铵盐。

所述C₁₂～C₁₈脂肪链季铵盐选自十二烷基三甲基氯化铵或十六烷基三甲基氯化铵。

所述纳米蒙脱土和长链基团的质量比为1：2～1：5；