一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂及其制备方法和应用，属于油田示踪技术领域。本发明专利技术的微纳米胶囊型示踪剂包含如下原料：稀土金属盐15～23份、纳米二氧化硅20～100份、生物染色剂10～30份、酸碱调节剂1～8份、络合剂0.1～0.3份、稳定剂0.2～0.5份、温敏聚合物0.5～3.5份。本发明专利技术通过将稀土金属盐与络合剂反应得到金属络合物作为示踪剂的芯材，将纳米二氧化硅作为载体，通过反应制备得到胶囊型示踪剂。本发明专利技术得到的示踪剂对稀土离子的包埋更紧密，具备承受更高盐度、碱度环境水的能力，该示踪剂油溶性高、检测灵敏度高，能够智能识别携带油组分。能识别携带油组分。能识别携带油组分。

【技术实现步骤摘要】
一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及油田示踪
，尤其涉及一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]页岩油气、致密油气等非常规油气资源需要对水平井进行多级水力压裂改造，才能实现经济产量开采。水平井各段压裂后需要了解各层段压裂液的返排情况、不同时期各储层的产能状况、生产初期的产液剖面、各层的贡献率，各层段的压裂效果均需要进行评价，以选择合适的压裂液、优化压裂规模，进而降低压裂成本和提高油气采收率。水力压裂后的地下裂缝情况仍是一个较为复杂的问题，目前依靠的现有技术如生产动态评价和微地震监测技术等，这些技术有着精确度低等缺点。为了更加精确地描述水力压裂施工后地下形成的裂缝形态，当前在油藏的现场实际应用中，常采用压裂示踪剂注入
‑
返排产出浓度曲线的技术。
[0003]现阶段评价压裂效果的方法主要有退液量法、井温测井法、井下微地震裂缝监测法、数学与油藏工程相结合法等，但都有一定的局限性。例如微地震裂缝监测法不能提供有效支撑裂缝的长度和实际分层贡献率，并且分辨率随距离增大而减小。示踪剂检测法是当前相对比较好的评价压裂效果的办法。目前用做井间示踪的示踪剂产品种类很多，如无机盐类示踪剂、荧光剂、微量元素等。常用的无机类的硫氰酸铵、碘化钾和溴化钠等化学示踪剂现场用量大、精度低；有机化合物如氟苯酸类、荧光素系列等示踪剂种类多，但存在稳定性差、地层吸附大、测试易干扰等缺点，不适合压裂监测的应用。绝大部分示踪剂仅能定性分析水平井分段酸压各段返出液情况，不能对各段产油产水量的贡献进行定量评价。
[0004]为此，提出了研制一种新的智能示踪剂，将其进行分段压裂监测，通过在不同监测层(段)加入不同种类的示踪剂，压裂完成后返排时进行取样、检测，得到各种示踪剂产出曲线。技术人员利用一种新型示踪剂，能够直接评价各层段的压裂效果及分段油、气、水产量贡献值，为后期压裂效果分析和改进压裂工艺提供依据。该方法对页岩气、致密油等非常规油气藏水平井分段压裂监测具有一定的指导意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种耐高盐碱度环境水、快速检测、智能识别携带油组分的微纳米胶囊型示踪剂，尤其在于提供一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂及其制备方法和应用。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，由包含以下重量份数的原料制备得到：
[0008][0009]进一步的，所述稀土金属盐中的稀土金属元素包含钇、镧、铈、镨、钕、钬、钐、铕、钆、铒、铥和镱中的至少一种。
[0010]进一步的，所述酸碱调节剂包含摩尔比为1～2：3～4的有机酸和无机碱，所述有机酸包含苹果酸、富马酸和酒石酸中的一种或几种；所述无机碱包含氢氧化钠、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的一种或几种。
[0011]进一步的，所述络合剂包含乙二胺四乙酸和/或硫酸钾。
[0012]进一步的，所述稳定剂包含过邻苯二甲酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡和木质素磺酸钙中的一种或几种。
[0013]进一步的，所述温敏聚合物是由温敏聚合物单体、交联剂和引发剂发生聚合反应后得到的，所述温敏聚合物单体包含N
‑
异丙基丙烯酰胺、烯丙基聚乙二醇和乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种；所述交联剂包括N,N
’‑
亚甲基双丙烯酰胺、二异氰酸酯、邻苯二甲酸二烯丙脂和甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种；所述引发剂包含偶氮二异庚腈、偶氮二异丁氰或偶氮二异丁酸二甲酯。
[0014]进一步的，所述温敏聚合物单体、交联剂和引发剂的质量比为100：0.5～0.7：1.0～3.5。
[0015]本专利技术提供了一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]1)将稀土金属盐和络合剂反应得到金属络合物；
[0017]2)将生物染色剂、稳定剂和温敏聚合物加入上述金属络合物中，加酸碱调节剂调节pH为8～12，40～60℃下反应1～5h得到芯材；
[0018]3)将芯材与纳米二氧化硅在120～300℃反应0.5～2h即得到智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂。
[0019]进一步的，所述步骤1)中反应的温度为40～60℃，反应的时间为0.5～2h。
[0020]本专利技术提供了一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂在评价油田水平压裂效果中的应用。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术通过将稀土金属盐与络合剂反应得到金属络合物作为芯材的主要成分，通过调整组分的配比，使得配体对稀土离子包裹的更紧密，具有更高的耐盐碱能力。通过调控微纳米胶囊的囊壁物性，基于温敏缓释机理与囊壁润湿性调控，能够达到智能识别、精准量化各段返排液中示踪剂浓度的目的。
[0023]本专利技术的示踪剂在煤油中的溶解度为90～100g
·
L
‑1，在水中的溶解度为0.05～0.1g
·
L
‑1，能够准确识别带油组分，并随水流体运移。本专利技术的智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂粒径范围广，粒径范围为50～1000nm，耐受温度范围广，耐受温度为20～85℃。
附图说明
[0024]图1为本专利技术得到胶囊型示踪剂结构示意图；
[0025]图2为本专利技术得到的胶囊型示踪剂控释示踪组分示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例1得到的示踪剂的粒径分布图；
[0027]图4为本专利技术实施例3得到的示踪剂的粒径分布图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，由包含以下重量份数的原料制备得到：
[0029][0030]在本专利技术中，所述稀土金属盐中的稀土金属元素包含钇、镧、铈、镨、钕、钬、钐、铕、钆、铒、铥和镱中的至少一种，优选为钇、镧、铈、铥和镱中的至少一种。
[0031]在本专利技术中，所述酸碱调节剂包含摩尔比为1～2：3～4的有机酸和无机碱，优选为1～1.5：3.2～3.8，进一步优选为1.2：3.5。
[0032]在本专利技术中，所述有机酸包含苹果酸、富马酸和酒石酸中的一种或几种，优选为酒石酸；所述无机碱包含氢氧化钠、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的一种或几种，优选为碳酸氢钠。
[0033]在本专利技术中，所述络合剂包含乙二胺四乙酸和/或硫酸钾，优选为乙二胺四乙酸。
[0034]在本专利技术中，所述稳定剂包含过邻苯二甲酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡和木质素磺酸钙中的一种或几种，优选为硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡和木质素磺酸钙中的一种或几种，进一步优选为木质素磺酸钙。
[0035]在本专利技术中，所述温敏聚合物是由温敏聚合物单体、交联剂和引发剂发生聚合反应后得到的，所述温敏聚合物单体包含N
‑
异丙基丙烯酰胺、烯丙基聚乙二醇和乙烯基吡咯烷酮中的一种或几种，优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，其特征在于，由包含以下重量份数的原料制备得到：2.根据权利要求1所述的智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，其特征在于，所述稀土金属盐中的稀土金属元素包含钇、镧、铈、镨、钕、钬、钐、铕、钆、铒、铥和镱中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，其特征在于，所述酸碱调节剂包含摩尔比为1～2：3～4的有机酸和无机碱，所述有机酸包含苹果酸、富马酸和酒石酸中的一种或几种；所述无机碱包含氢氧化钠、碳酸氢钾和碳酸氢钠中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，其特征在于，所述络合剂包含乙二胺四乙酸和/或硫酸钾。5.根据权利要求1或4所述的智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，其特征在于，所述稳定剂包含过邻苯二甲酸二异癸酯、癸二酸二辛酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡和木质素磺酸钙中的一种或几种。6.根据权利要求5所述的智能稀土金属微纳米胶囊型示踪剂，其特征在于，所述温敏聚合物是由温敏聚合物单体、交联剂和引发剂发生聚合反应后得到的，所述温敏聚合物单体包含N
‑
异丙基丙烯酰胺、烯丙基聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：石芳，吴景春，余欣，侯扬洋，张艺千，赵博，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：