【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水力压裂增产改造，尤其涉及一种制备水基改性纳米材料的方法及组合物。
技术介绍
1、在致密油气藏中开采石油天然气，主要采用水平井和压裂增产的方式进行。目前，致密碎屑岩领域勘探开发不断深入，储层压裂改造所面对的碎屑岩储层基质更致密、孔隙更微小、喉道更狭窄、黏土含量更多更复杂，这些不利因素已对碎屑岩油气井压后产量、稳产能力造成了显著影响，需要开展深入研究。压裂液主要用来造缝与携砂，在水力裂缝延伸过程中，由于水力裂缝缝内压力远高于地层岩石压力，存在较大的压力差，导致部分液体通过裂缝壁面滤失到储层，压裂液的利用系数(亦称压裂液效率)通常仅有0.3至0.5，甚至更低，也就是说近一半以上的压裂液未能起到造缝或携砂的作用，而是中途滤失到岩石孔隙中了。压裂液滤失会对压裂施工产生不利影响：首先是减少了缝宽和缝长，缝越窄压裂液剪切降解越严重，滤失越大；携砂液的滤失会使缝中砂比增加，当增加到一定程度，压裂液无法继续携带支撑剂前进，施工压力急剧上升以至被迫停泵，此时产生缝内脱砂(砂堵)，使加砂计划无法执行。
2、致密碎屑岩储层具有渗透率低、敏感性程度高、孔隙度小、孔喉结构复杂且非均质性严重的特点，致密油气储层在压裂完井过程中，储层渗透率受损害程度较高且不易恢复。当储层受到损害时，宏观上表现为渗透率下降。从微观来看，压裂液在储层滤失，使压裂液滤液进入储层，由于下面的几种因素，可能引起储层损害：
3、(1)压裂液滤液与储层中水敏性黏土接触后使其水化膨胀、分散脱落、运移、絮凝堵塞流体流动孔喉、孔道，导致渗透率不同程度的降低
4、(2)滤液进入储层引起物理原因的堵塞即水锁；
5、(3)滤液的侵入改变油层的油水分布导致油相渗透率减少，另一方面孔道内两相共流状态下不连续相形成液珠，液珠在流动过程中产生阻碍流动的毛细管力效应—贾敏效应；
6、(4)润湿性改变损害指由于岩石吸附化学剂改变岩石表面润湿性而造成油相渗透率下降的损害；
7、(5)滤液与储层流体不适应而产生渗透率下降的问题。
8、目前，为了保护油气储层的渗透能力，提高油气井产量，储层保护的通用做法是向压裂液、完井液等油气井的入井液体中添加防水锁剂，使外来流体中的水向致密碎屑岩孔隙中渗透后，能够较容易地从孔隙中流出，从而敞开通道，方便油气产出。但由于致密碎屑岩的孔隙已达到微纳米级别，毛细管阻力很大，常规防水锁剂在大牛地、杭锦旗等致密碎屑岩储层气井压裂中，效果并不理想。
技术实现思路
1、针对现有技术中的常规防水锁剂在致密碎屑岩储层气井压裂中的提高储层渗流能力、提高油气井产量效果不理想的问题，本专利技术的目的为提供一种制备水基改性纳米材料的方法及组合物。含有所述方法制备的水基改性纳米材料的所述组合物是一种纳米渗透剂，其用于致密储层压裂改造，可以提升油气井产量。
2、为达到上述目的，本专利技术第一方面提供一种制备水基改性纳米材料的方法，其包括如下步骤：
3、a.使纳米材料源水溶性化合物、第一表面活性剂、第一醇类化合物和水混合，得到第一混合物；
4、b.使第一有机酸-盐酸混合液和第一混合物进行第一反应或使碳酸盐-第二有机酸混合液和第一混合物进行第二反应，得到所述水基改性纳米材料。
5、在本专利技术的一个具体实施方式中，所述纳米材料源水溶性化合物和所述第一表面活性剂的质量比为(0.2至1.5):(0.1至3)；和/或
6、将所述第一混合物的质量计为100％，所述纳米材料源水溶性化合物和第一表面活性剂的总用量为0.8wt％至3.5wt％；所述第一醇类化合物的用量为1wt％至5wt％；所述水的用量为92wt％至98wt％；和/或
7、所述纳米材料源水溶性化合物和第一表面活性剂的总质量与所述第一有机酸-盐酸混合液的质量比、所述纳米材料源水溶性化合物和第一表面活性剂的总质量与所述碳酸盐-第二有机酸混合液的质量比独立地为(0.9至3):(1至2.5)；
8、优选地，将所述第一有机酸-盐酸混合液的总质量计为100％，所述第一有机酸-盐酸混合液包括10wt％第一有机酸、10wt％hcl和余量的水；和/或
9、将所述碳酸盐-第二有机酸混合液的总质量计为100％，所述碳酸盐-第二有机酸混合液包括10wt％碳酸盐、1wt％第二有机酸和余量的水。
10、在本专利技术的一个具体实施方式中，所述纳米材料源水溶性化合物和所述第一表面活性剂的质量比为(0.2至1):(0.1至2)；和/或
11、将所述第一混合物的质量计为100％，所述纳米材料源水溶性化合物和第一表面活性剂的总用量为0.9wt％至3.1wt％；所述第一醇类化合物的用量为1wt％至4.7wt％；所述水的用量为92.3wt％至97.8wt％；和/或
12、所述纳米材料源水溶性化合物和第一表面活性剂的总质量与所述第一有机酸-盐酸混合液的质量比、所述纳米材料源水溶性化合物和第一表面活性剂的总质量与所述碳酸盐-第二有机酸混合液的质量比独立地为(0.9至3):(1.1至2.2)。
13、在本专利技术的一个具体实施方式中，所述纳米材料源水溶性化合物选自偏硅酸钠、氯化钙、氢氧化钙、三氯化铝、异丙醇铝、四氯化钛和硫酸氧钛中的至少一种；和/或
14、所述第一表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基甜菜碱、op-10和np-10中的至少一种；和/或
15、所述第一醇类化合物为含有碳原子数为c1至c5的醇类化合物；和/或
16、所述第一有机酸选自乳酸和/或丁二酸；和/或
17、所述第二有机酸为柠檬酸；和/或所述碳酸盐为碳酸钠；
18、优选地，所述纳米材料源水溶性化合物选自偏硅酸钠、氯化钙、三氯化铝和四氯化钛中的至少一种；和/或
19、所述第一醇类化合物为含有碳原子数为c1至c4的醇类化合物；
20、优选地，所述第一醇类化合物选自乙醇、乙二醇、甲醇、正丁醇、异丁醇和丁二醇中的至少一种。
21、本专利技术中，op-10为十二烷基酚聚氧乙烯醚，np-10为壬基酚聚氧乙烯醚(10)。
22、在本专利技术的一个具体实施方式中，先将所述第一混合物加热至75℃至180℃，再进行所述步骤b；和/或
23、在步骤b中，边搅拌边将第一有机酸-盐酸混合液滴加至第一混合物中，再进行所述第一反应；或边搅拌边将碳酸盐-第二有机酸混合液滴加至第一混合物中，再进行所述第二反应；和/或
24、将所述第一反应或第二反应得到的反应产物冷却至室温(25℃)，得到所述水基改性纳米材料。
25、在本专利技术的一个具体实施方式中，所述第一反应和所述第二反应的条件独立地为在75℃至180℃下反应20min至40min；
26、优选地，所述第一反应和所述第二反应的反应时长独立地为30min。
27、本专利技术第二方面提供一种由本专利技术第一方面所述方法制备得到的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备水基改性纳米材料的方法，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米材料源水溶性化合物和所述第一表面活性剂的质量比为(0.2至1.5):(0.1至3)；和/或
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纳米材料源水溶性化合物选自偏硅酸钠、氯化钙、氢氧化钙、三氯化铝、异丙醇铝、四氯化钛和硫酸氧钛中的至少一种；和/或
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一反应和所述第二反应的条件独立地为在75℃至180℃下反应20min至40min。
5.一种由权利要求1至4中任一项所述方法制备得到的水基改性纳米材料。
6.根据权利要求5所述的水基改性纳米材料，其特征在于，在所述水基改性纳米材料中，所述改性纳米材料为改性纳米二氧化硅、改性纳米金属氧化物和改性纳米碳酸盐中的至少一种；
7.根据权利要求6所述的水基改性纳米材料，其特征在于，所述改性纳米金属氧化物为改性纳米氧化铝和/或改性纳米氧化钛；和/或
8.一种组合物，其包括水基改性纳米材料、第二表面
9.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于，将所述组合物的质量计为100％，所述组合物包括1.5wt％至4wt％第二表面活性剂、2.5wt％至7wt％助剂和90wt％至95wt％所述水基改性纳米材料。
10.根据权利要求8或9中所述的组合物，其特征在于，所述第二表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂；和/或
11.根据权利要求10所述的组合物，其特征在于，所述第二表面活性剂选自十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸三乙醇胺、N-月桂酰基谷氨酸钠和月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠中的至少一种；和/或
12.根据权利要求1至4中任一项所述方法制备得到的水基改性纳米材料、权利要求5至7中任一项所述的水基改性纳米材料、权利要求8至11中任一项所述的组合物中的任一种在致密油气储层水力压裂改造中的应用，特别是作为渗透剂在致密油气储层水力压裂改造中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种制备水基改性纳米材料的方法，其包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳米材料源水溶性化合物和所述第一表面活性剂的质量比为(0.2至1.5):(0.1至3)；和/或
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纳米材料源水溶性化合物选自偏硅酸钠、氯化钙、氢氧化钙、三氯化铝、异丙醇铝、四氯化钛和硫酸氧钛中的至少一种；和/或
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一反应和所述第二反应的条件独立地为在75℃至180℃下反应20min至40min。
5.一种由权利要求1至4中任一项所述方法制备得到的水基改性纳米材料。
6.根据权利要求5所述的水基改性纳米材料，其特征在于，在所述水基改性纳米材料中，所述改性纳米材料为改性纳米二氧化硅、改性纳米金属氧化物和改性纳米碳酸盐中的至少一种；
7.根据权利要求6所述的水基改性纳米材料，其特征在于，所述改性纳米金属氧化物为改性纳米氧化铝和...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵梦云，路熙，崔佳，周彤，李宁，沈云琦，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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