[发明专利]一种非常规气藏压裂用纳米乳液助排剂及其制备方法

说明书

本发明涉及油气田开采技术领域，具体涉及一种非常规气藏压裂用纳米乳液助排剂及其制备方法。按质量计，包括以下组分：10～30％的非极性油相、10～15％主表面活性剂和10～15％的助表面活性剂，余量为无机盐水溶液，所述非极性油相为碳链长度为7～10的烷烃，所述烷烃为环烷烃和链烷烃；所述主表面活性剂为季铵盐双子表面活性剂与吐温；助表面活性剂为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇或正戊醇中的一种或多种；所述无机盐是可溶性的金属卤化物。本助排剂可将溶液的表面张力降至20.1mN/m，改变岩石表面润湿性，使水与岩石表面的接触角超过90°，显著削弱毛管力作用，极大提高非常规气储层压裂液返排效果。

技术领域

本发明涉及油气田开采技术领域，具体涉及一种非常规气藏压裂用纳米乳液助排剂及其制备方法。

背景技术

非常规气储层普遍具有低孔、低渗的地质特征，使得储层压裂改造中压裂液的侵入极易造成储层水锁损害。例如，煤层气、页岩气及致密气储层岩石的孔隙、吼道均较小，天然微裂缝微发育或不发育，当压裂液被压入储层时，水基液会迅速侵入井眼周围及其形成的裂缝网络，受毛管力作用，压裂液返排困难，造成液相滞留，导致储层渗透率降低，严重影响单井产量。

通过添加助排剂可以有效提高非常规气储层压裂返排液的返排率，解除储层液相水锁，恢复储层渗透率，实现单井产量提高。助排剂可通过降低返排液的表面张力或增大返排液与岩石间的接触角来削弱毛管力作用，实现返排阻力的显著降低，最终表现为储层液体的高效返排。如，专利CN105176511A提供了一种以烷基聚氧乙烯醚表面活性剂为主剂、脂肪醇聚氧乙烯醚为助剂、复配季铵盐的压裂液助排剂，实现降低气-液表面张力或油-水界面张力的能力。同时，该体系通过加入脂肪醇和甲醇可实现体系对油相的增溶作用。该助排剂用量为1.0～2.0％时，水溶液的表面张力小于28.0mN/m，但改变岩石表面润湿性的能力不足，接触角最高仅为43°。

含氟碳表面活性剂的助排剂对解除储层水锁的作用效果较为优异。与常规表面活性剂相比，氟碳表面活性剂既可极大降低气-液表面张力，亦可通过物理吸附、化学吸附作用修饰岩石界面为疏水表面，通过双重作用机制实现毛管力显著降低，促进压裂液返排。如，专利CN106190085A公开了一种由0.2％～0.6％全氟壬烯氧基苯磺酸钠、1％～3％脂肪醇聚氧乙烯醚、10％～18％甲醇、80％～85％水和1％～3％氟碳表面活性剂组成的压裂用助排剂，可有效降低液体表面张力、改变岩石润湿性，显著提高压裂液返排率。再如，专利CN102533243A公开了一种由0.01～0.5wt％含氟碳链Gemini表面活性剂、1～35wt％非离子表面活性剂、5～30wt％小分子醇、0～10wt％烷基苄基二甲基氯化铵或烷基三甲基氯化铵和水组成的压裂酸化助排剂，可实现表面张力降低和水与岩石接触角增大的有益效果。含氟碳表面活性剂的助排剂具有较好的储层解水锁效果，但氟碳表面活性剂的生产成本远高于其他常规表面活性剂，严重限制了其在油气田现场的应用。因此，基于较低的生产成本，如何开发出既可极大降低气-液表面张力，又可修饰岩石界面为疏水表面的助排剂成为油气行业科研工作者的研究热点之一。