[发明专利]一种用于压裂裂缝监测的纳米磁流体及其制备方法

权利要求书

1.一种用于压裂裂缝监测的纳米磁流体，其特征在于该纳米磁流体是以经表面修饰剂修饰的Fe₃O₄粒子为磁性颗粒，水为载液组成的；所述的Fe₃O₄粒子的粒径范围为10～25nm，所述的Fe₃O₄粒子的摩尔磁化率为290～450cm³/mol，所述的Fe₃O₄粒子的粒子浓度为18～30wt.%；所述的表面修饰剂为柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、油酸钠或十二烷基硫酸钠；所述的表面修饰剂与Fe₃O₄粒子的摩尔比为（0.1～0.8）：1。

2.根据权利要求1所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体，其特征在于所述的Fe₃O₄粒子的粒径范围为12～15nm。

3.根据权利要求1所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体，其特征在于所述的Fe₃O₄粒子的摩尔磁化率为420～450cm³/mol。

4.根据权利要求1所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体，其特征在于所述的Fe₃O₄粒子的粒子浓度为20～22wt.%。

5.一种权利要求1～4任一项所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体的制备方法，包括步骤如下：

（1）按Fe²⁺/Fe³⁺摩尔比例为0.6～0.8将二价铁盐和三价铁盐溶于去离子水中搅拌均匀，所述的Fe³⁺的浓度为0.15～0.25mol/L；

（2）搅拌条件下按OH^-/Fe³⁺摩尔比为4.2～4.6加入碱溶液进行沉淀，40～50℃反应20～40min，调节pH至5～7，得Fe₃O₄粒子；

（3）按表面修饰剂/Fe₃O₄粒子摩尔比为（0.1～0.8）：1加入表面修饰剂溶液，80～90℃熟化0.5～2h，所述的表面修饰剂为柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、油酸钠或十二烷基硫酸钠；磁力分离出固相颗粒，移去上清液，将固相颗粒去离子水洗涤后分散在去离子水中，搅拌均匀，即得用于压裂裂缝监测的纳米磁流体。

6.根据权利要求5所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体的制备方法，其特征在于步骤（1）中所述的Fe²⁺/Fe³⁺摩尔比例为0.7，所述的Fe³⁺的浓度为0.2mol/L，所述的二价铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硫酸亚铁铵，所述的三价铁盐为氯化铁、硫酸铁，所述的碱溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水。

7.根据权利要求5所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的OH^-/Fe³⁺摩尔比为4.4，反应温度为50℃，搅拌速率为800r/min。

8.根据权利要求5所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体的制备方法，其特征在于步骤（3）中所述的表面修饰剂/Fe₃O₄粒子摩尔比为（0.2～0.4）：1，85℃熟化1h。

9.根据权利要求5所述的用于压裂裂缝监测的纳米磁流体的制备方法，其特征在于步骤（3）中磁力分离磁纳米粒子后，用去离子水洗涤磁纳米粒子3～5遍，按磁纳米粒子的浓度为20wt.%均匀分散于去离子水中，即得用于压裂裂缝监测的纳米磁流体。

10.权利要求1～4任一项所述的纳米磁流体作为造影剂用于压裂裂缝监测。