[发明专利]一种酸化压裂用纳米相渗改善剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种酸化压裂用纳米相渗改善剂及其制备方法与应用，结构式如下式Ⅰ所示：其中n的取值范围为50000～55000，X的取值范围为100～150；所述的酸化压裂用纳米相渗改善剂是先通过硅烷偶联剂在纳米二氧化硅颗粒表面接枝上聚丙烯酰胺分子链，然后对接枝的聚丙烯酰胺分子链阳离子化制备得到；本发明的纳米相渗改善剂具有良好的耐酸性和剪切增稠特性，进入储层后，能够在碳酸盐岩孔壁上形成一层亲水性控水层，在酸化压裂油井中能够发挥选择性控水效果。

技术领域

本发明涉及一种酸化压裂用纳米相渗改善剂及其制备方法与应用，属于新材料技术领域。

背景技术

相渗改善剂是指能随着注入流体进入地层，吸附在多孔介质中，造成储层油水渗透率不等比例下降的物质。近年来，致密碳酸盐岩油藏成为各国油气开发的重要油藏类型，具有很高的经济价值。然而致密碳酸盐岩的孔喉结构复杂，孔喉半径小，发育有微/纳米级孔隙和微裂缝，非均质性强，常规生产开发挑战性较大。酸化压裂是目前国内外致密碳酸盐岩油藏开发中广泛采用的一项增产措施，但对于边底水发育充沛的致密碳酸盐岩油藏，经过酸化压裂施工后形成的裂缝会成为注入水或边底水的循环通道，造成增产有效期缩短，含水率激增等问题，相渗改善剂的出现可以解决以上问题。

国内外常用聚合物或聚合物凝胶体系作为相渗改善剂来处理含水率较高的生产井，这些大分子物质注入地层后，能够吸附在岩石孔道壁面，对储层油水流动具有选择性控制效果，造成油藏的油水渗透率不等比例下降。但是，对于致密碳酸盐岩的酸化压裂开发，聚合物和凝胶由于分子尺寸较大、耐酸性较差等问题，都无法发挥选择性控水效果，甚至会出现泵注压力过大、对储层造成伤害的问题。

中国专利文献CN103012667A公开了一种油井控水防砂选择性堵水剂的合成方法，以丙烯酰胺、丙烯酸钠、氮氮亚甲基双丙烯酰胺为原料，在氧化还原引发剂的引发下的反应而得到选择性堵水剂，控水防砂油田化学剂可以大量的吸附在砂砾上其间胶结形成三维网络结构的固结体，能够大幅度提高抗压和堵水效果。该发明有利于提高油、水井的防砂和控水效果，同时由于其良好的过油效果不会影响其产能。但是，该选择性堵水剂分子尺寸较大，只适用于中高渗储层，并且不具有耐酸性，在酸性条件下网络结构容易被破坏，并且砂岩储层的岩性与碳酸盐岩区别较大，因此不适用于致密碳酸盐岩的酸化压裂开发。

因此，需要研发一种耐酸的、可靠的纳米酸化压裂用相渗改善剂用于边底水发育充沛的致密碳酸盐岩油藏的开发作业中。

发明内容

针对现有技术的不足，尤其是现有相渗改善剂不耐酸的问题，本发明提供一种酸化压裂用纳米相渗改善剂及其制备方法与应用。

本发明的纳米相渗改善剂具有良好的耐酸性和剪切增稠特性，进入储层后，能够在碳酸盐岩孔壁上形成一层亲水性控水层，在酸化压裂油井中能够发挥选择性控水效果。

为解决以上问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种酸化压裂用纳米相渗改善剂，结构式如下式Ⅰ所示：

其中n的取值范围为50000～55000，X的取值范围为100～150。

根据本发明优选的，所述的酸化压裂用纳米相渗改善剂是先通过硅烷偶联剂在纳米二氧化硅颗粒表面接枝上聚丙烯酰胺分子链，然后对接枝的聚丙烯酰胺分子链阳离子化制备得到。

本发明还提供一种酸化压裂用纳米相渗改善剂的制备方法。

一种酸化压裂用纳米相渗改善剂的制备方法，包括步骤如下：

(1)将表面修饰剂和纳米SiO₂颗粒加入乙醇水溶液中，磁力搅拌使其均匀分散在乙醇水溶液中；将溶液调节pH后，加热搅拌反应3～5h，然后静置反应；待反应结束后，过滤，真空干燥，研磨得到产物KH570-SiO₂；