一种多级压裂用示踪剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及油气开采，尤其涉及一种多级压裂用示踪剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在多段压裂中，由于各井段的地层存在非均质性差异，导致压裂施工后各段产量存在较大差异，因此，需要对不同层段进行监测。在对不同层段进行监测时，可通过在不同层段分别添加示踪剂对多级分段压裂之后的返排情况进行跟踪评估。而由于各层段的性质不同，要求能够适用于多级压裂用的示踪剂需要具有性能稳定，耐酸碱、耐高矿化度和示踪剂相互之间互不干扰等性质。

2、目前，已有多种关于该类示踪剂的研究。比如中国专利cn 103132986a公开了一种测量煤层气井的不同储层的产液量的方法，以nano3、nh4scn、nh4no3、kno3和ki作为示踪剂用于测量煤层气井的不同储层的产液量。这种方法虽然能够检测出不同储层的产液量，但是该示踪剂为无机盐，虽然此类示踪剂原料易得，在储层中的负载量较少、消耗量较低；但是缺点是这些示踪剂组分在油井采出液中的背景值较高，受环境干扰因素影响较大，不能检测出较低浓度的示踪剂。

3、因此，亟需提供一种性能稳定、耐酸碱、耐高矿化度、检测精度高的示踪剂的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种性能稳定、耐酸碱、耐高矿化度、检测精度高的多级压裂用示踪剂及其制备方法和应用。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种多级压裂用示踪剂的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将稀土金属盐和络合剂进行络合反应，得到稀土金属络合物；所述稀土金属盐和络合剂的物质的量之比为1:(0.5～8)；

5、(2)将所述步骤(1)得到的稀土金属络合物与纳米二氧化硅和溶剂混合，得到多级压裂用示踪剂。

6、优选地，所述步骤(1)中的稀土金属盐包括镝、镧、钬、镨、铒、铈、钐、钕、钆和镱中的一种或多种的硝酸盐。

7、优选地，所述步骤(1)中的络合剂包括乙二胺四乙酸、氯化羟胺、羟基亚乙基磷酸、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基磷酸和乙二胺四甲叉膦酸中的一种或多种。

8、优选地，所述步骤(1)中的络合反应的温度为50～70℃，络合反应的时间为0.5～2h。

9、优选地，所述步骤(2)中的纳米二氧化硅的粒径为10～50nm。

10、优选地，所述步骤(2)中的纳米二氧化硅与稀土金属络合物的质量之比为1～10:100。

11、优选地，所述步骤(2)中混合的温度为80～120℃。

12、优选地，所述混合的时间为0.5～1h。

13、本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的多级压裂用示踪剂，包括稀土金属络合物和纳米二氧化硅载体，所述稀土金属络合物负载在纳米二氧化硅上。

14、本发明还提供了上述技术方案所述多级压裂用示踪剂的应用，所述应用的方法包括：

15、(a)将多级压裂用示踪剂的分散液分层段加入到实施多级压裂措施的油井中；每层段加入一种多级压裂用示踪剂，不同层段加入的多级压裂用示踪剂不同；

16、(b)在压裂液返排过程中，定期对压裂返排液进行取样，对所取样品中的示踪剂含量进行检测，根据检测到的示踪的含量，实现对多级压裂返排液的监测。

17、本发明提供了一种多级压裂用示踪剂的制备方法，包括以下步骤：将稀土金属盐和络合剂进行络合反应，得到稀土金属络合物；所述稀土金属盐和络合剂的物质的量之比为1:(0.5～8)；将所述稀土金属络合物与纳米二氧化硅和溶剂混合，得到多级压裂用示踪剂。本发明通过控制稀土金属盐和络合剂的物质的量之比使制备的示踪剂中，络合物能够将稀土金属紧密包裹，提高示踪剂的性能稳定、耐酸碱能力和耐高矿化度；本发明通过将稀土金属络合物和纳米二氧化硅混合，将稀土络合物负载在纳米二氧化硅上，纳米二氧化硅具有较大的比表面积，将其作为载体能够负载大量的稀土金属络合物，一方面能够提高示踪剂的耐酸碱和耐高矿化度，另一方面提高示踪剂中稀土金属离子的浓度，可以在投加少量示踪剂的情况下在反排液中被检出，检测精度较高。实施例结果显示，本发明提供的制备方法制备的多级压裂用示踪剂在ph值分别为1和14的溶液中，温度为200℃，静置180d后示踪剂浓度保留率均大于90.0％，具有较好的耐酸碱性能和稳定性；在温度为200℃、矿化度为20×104mg/l的实验条件下，静置30d、90d、180d后，示踪剂浓度保留率均大于90.0％，检测精度可以达到10-5μg/l。这说明本发明提供的制备方法能够使制备的示踪剂具有优异的性能稳定、耐酸碱、耐高矿化度、检测精度高。

技术特征：

1.一种多级压裂用示踪剂的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的稀土金属盐包括镝、镧、钬、镨、铒、铈、钐、钕、钆和镱中的一种或多种的硝酸盐。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的络合剂包括乙二胺四乙酸、氯化羟胺、羟基亚乙基磷酸、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基磷酸和乙二胺四甲叉膦酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的络合反应的温度为50～70℃，络合反应的时间为0.5～2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的纳米二氧化硅的粒径为10～50nm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的纳米二氧化硅与稀土金属络合物的质量之比为1～10:100。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中混合的温度为80～120℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为0.5～1h。

9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的多级压裂用示踪剂，包括稀土金属络合物和纳米二氧化硅载体，所述稀土金属络合物负载在纳米二氧化硅上。

10.权利要求9所述的多级压裂用示踪剂的应用，所述应用的方法包括：

技术总结
本发明提供了一种多级压裂用示踪剂及其制备方法和应用，属于油气开采技术领域。本发明将稀土金属盐和络合剂进行络合反应，得到稀土金属络合物；所述稀土金属盐和络合剂的物质的量之比为1:(0.5～8)；将所述稀土金属络合物与纳米二氧化硅和溶剂混合，得到多级压裂用示踪剂。本发明通过控制稀土金属盐和络合剂的物质的量之比使制备的示踪剂中，络合物能够将稀土金属包裹，提高示踪剂性能稳定，提高示踪剂的耐酸碱能力和耐高矿化度；本发明将稀土络合物负载在纳米二氧化硅上，一方面能够提高示踪剂的耐酸碱和耐高矿化度，另一方面提高示踪剂中稀土金属离子的浓度，在可以投加少量示踪剂的情况下在反排液中被检出，检测精度较高。

技术研发人员：杨巍,马雪良
受保护的技术使用者：大庆信辰油田技术服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14