一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液及其制备方法，属于水力压裂领域，包括多功能剂0.5

【技术实现步骤摘要】
一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及石油开采中的水力压裂领域，具体的说涉及一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着世界油气勘探开发的不断深入，页岩气、煤层气、致密油、致密气等非常规能源已经成为21世纪的目标，但绝大多非常规油气储层渗透率低，获得工业油气流的难度大，为了获得具有经济价值的非常规油气资源，需要对这些非常规储层进行压裂改造。压裂改造中最为核心的就是压裂液，传统水基压裂液在使用过程中存在对环境影响大、返排困难以及对水的大量需求等问题，从而在一定程度上限制了其发展。
[0003]泡沫压裂液具有用水量少、易返排、粘度大、高携砂等优点，特别适用于低渗、低压、水敏等非常规储层油气的增产。目前，泡沫压裂液配方普遍复杂且通常都含有大分子材料，不仅给现场泡沫压裂液配制带来不便，同时还可能伤害储层和污染地下水体，特别是争对于非常规储层，超低的渗透率极易使大分子材料吸附滞留在孔隙当中，对储层造成伤害，降低油气产量；此外，泡沫压裂液的发泡性和稳泡性不佳，影响施工效果，制约油气的产出。
[0004]因此，针对非常规储层，提供一种高性能、配方简单，对储层伤害低，绿色环保的泡沫压裂液体系是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液及其制备方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液，包括以下重量分数原料：
[0008]多功能剂0.5
‑
2.5wt％，胶束形成剂0.7
‑
2.8wt％，多效交联剂0.3
‑
1.2wt％，余量为水。
[0009]本专利技术的方案采用的原料均为小分子材料，破胶后无残渣，对储层的伤害极低，且所述胶束形成剂和多效交联剂均属于生物易降解，环境友好型材料，不会对生态环境造成伤害。
[0010]本专利技术上述系中的多功能剂、胶束形成剂、多效交联剂三者协同作用在界面上形成混合吸附大幅度提高发泡性能；多效交联剂插入胶束形成剂形成的蠕虫状胶束当中，增加缠结强度，大幅度提高泡沫的稳定性；三者的协同作用使得泡沫压裂液的性能得到大幅度提升。此外，本专利技术还具有配方简单，对非常规储层伤害小，对地下水体污染低的特性，克服了传统泡沫压裂液配方复杂，大分子物质极易污染非常规储层等缺点。
[0011]进一步，所述多功能剂为氯化钾。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果在于：本专利技术采用的多功能剂具有两项功能，其一为氯化钾是常用的粘土稳定剂，能够抑制粘土膨胀，防止粘土矿物分散运移对油气层造
成伤害，其二为氯化钾在水中电离出的离子能压缩胶束形成剂的双电层，有利于胶束形成剂在溶液中自聚和在界面上增加吸附密度。
[0013]进一步，所述胶束形成剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十六烷基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的任意一种或多种混合。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果在于：本专利技术所采用的胶束形成剂在多功能剂的作用下自聚形成蠕虫状胶束，当泡沫形成后，蠕虫状胶束吸附在泡沫的界面上，大幅度提高泡沫的稳定性；同时，胶束形成剂是一种表面活性剂，其能吸附在气液界面上，降低气液表面张力促进泡沫产生。
[0015]进一步，所述多效交联剂为正癸基葡萄糖苷、异辛基葡萄糖苷、月桂基葡萄糖苷和辛癸基葡萄糖苷中的任意一种或多种混合。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果在于：本专利技术选用的多效交联剂的疏水尾联能够插入胶束形成剂形成的蠕虫状胶束当中，而亲水基暴露在蠕虫状胶束表面，由于多效交联剂的亲水基之间能相互形成氢键，从而提高蠕虫状胶束的缠结强度，大幅度增强泡沫的稳定性，同时，多效交联剂也是一种表面活性剂，能与胶束形成剂在界面上形成混合吸附，进一步降低表表面张力，大幅度提高泡沫压裂液的发泡性。
[0017]本专利技术还提供了上述非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液的制备方法，包括以下步骤；
[0018](1)按上述重量分数称取各原料；
[0019](2)将多功能剂、胶束形成剂和多效交联剂加入至水中，搅拌至完全溶解，得到基液；
[0020](3)向可视化高温高压反应釜内通入气体，以排除高温高压反应釜中的空气，然后将基液转移至可视化高温高压反应釜内；
[0021](4)将可视化高温高压反应釜升温至模拟温度，然后通入气体使可视化高温高压反应釜内压力升至模拟压力，开启搅拌器以8000r/min的转速搅拌1
‑
4min起泡，得到非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液。
[0022]进一步，步骤(2)中所述搅拌速率为80
‑
120r/min搅拌时间为3
‑
8min。
[0023]进一步，步骤(3)中所述气体通入速率为4
‑
6L/min，通入时间为5
‑
10min。
[0024]进一步，步骤(3)和步骤(4)中所述气体均为CO2或N2。
[0025]更进一步，步骤(4)中所述模拟温度为25
‑
100℃，所述模拟压力为5
‑
45MPa。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]1)本专利技术提供的低伤害清洁环保型泡沫压裂液体系仅含三种药剂，配方简单，溶解性好，简化配液程序，提高便捷性。
[0028]2)本专利技术提供的低伤害清洁环保型压裂液所用的三种药剂均具有多重功能，多功能剂不仅能够抑制粘土膨胀，防止粘土矿物分散运移对油气层造成伤害，还能压缩胶束形成剂的双电层，有利于胶束形成剂在溶液中自聚和在界面上增加吸附密度；胶束形成剂能在溶液中自聚形成蠕虫状胶束，提高泡沫的稳定性，此外，胶束形成剂是一种表面活性剂，其能吸附在气液界面上，降低气液表面张力促进泡沫产生；多效交联剂的疏水尾联能够插入胶束形成剂形成的蠕虫状胶束当中，而亲水基暴露在蠕虫状胶束表面，由于多效交联剂的亲水基之间能相互形成氢键，从而提高蠕虫状胶束的缠结强度，大幅度增强泡沫的稳定
性，同时，多效交联剂也是一种表面活性剂，能与胶束形成剂在界面上形成混合吸附，进一步降低表表面张力，提高泡沫压裂液的发泡性。
[0029]3)本专利技术提供的低伤害清洁环保型泡沫压裂液使用的胶束形成剂和多效交联剂不会因为高矿化度地层水而失去作用，且在高矿化度地层水中的Ca
2+
、Mg
2+
离子等还能协助压缩胶束形成剂的双电层，促进蠕虫状胶束的形成和生长，同时能提高胶束形成剂在表面的吸附密度，增强泡沫压裂液体系的发泡性能。
[0030]4)本专利技术提供的低伤害清洁环保型泡沫压裂液体系中均是小分子材料，分子尺寸足够小，不会因为在孔隙中滞留而对非常规储层造成伤害，是一种低伤害清洁的泡沫压裂液体系。
[0031]5)本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液，其特征在于，包括以下重量分数原料：多功能剂0.5
‑
2.5wt％，胶束形成剂0.7
‑
2.8wt％，多效交联剂0.3
‑
1.2wt％，余量为水。2.根据权利要求1所述一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液，其特征在于，所述多功能剂为氯化钾。3.根据权利要求1或2所述一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液，其特征在于，所述胶束形成剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、十六烷基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱和芥酸酰胺丙基甜菜碱中的任意一种或多种混合。4.根据权利要求3所述一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液，其特征在于，所述多效交联剂为正癸基葡萄糖苷、异辛基葡萄糖苷、月桂基葡萄糖苷和辛癸基葡萄糖苷中的任意一种或多种混合。5.一种非常规低伤害清洁环保型泡沫压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；(1)按权利要求1
‑
4任一项所述重量分数称取各原料；(2)将多功能剂、胶束形成剂和多效交联剂加入至水中，搅拌至完全溶解，得到基液；(3)向可视化高温高压反应釜内通入气体，以排除高温高压反应釜中的空气，然后将基液转移至可视化高...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆中，郑南鑫，朱静怡，李小刚，闻一平，陈剑锋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：