[發明專利]粘彈性流體及其制備方法和處理地下地層的方法

有效

• 申請號: 201110063387.1
• 申請日: 2011-03-16
• 公開（公告）號: CN102676149A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 孫晗森;馮文光;左景欒;羅陶濤
• 申請（專利權）人: 中聯煤層氣有限責任公司;成都理工大學
• 主分類號: C09K8/70
• 分類號: C09K8/70;E21B43/267
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 吳培善

技術領域

本申請涉及粘彈性流體，特別是基于粘彈性表面活性劑的流體，更具體地是基于粘彈性表面活性劑體系的泡沫壓裂液。本申請還涉及制備該粘彈性流體的方法，以及使用該粘彈性流體壓裂地下地層的方法。

背景技術

在國內外的油氣田生產中，廣泛應用了水力壓裂技術，來實現增產、加快油氣田開發速度等作用。在水力壓裂中，使用了泡沫壓裂液。泡沫壓裂液是表面活性劑和氣體的混合非均相體系，具有攜砂能力強，低濾失的特點，在油氣增產措施中取得了很好的運用效果。目前油氣田使用的泡沫壓裂液主要是以表面活性劑為發泡劑，以交聯聚合物為穩泡劑，由于交聯聚合物破膠不徹底，對地層形成堵塞作用，對地層的傷害較大。

發明內容

粘彈性表面活性劑由于分子間締合，而形成蠕蟲狀膠束并相互纏繞形成凝膠型溶液。因此粘彈性表面活性劑體系具有攜砂能力強，剪切恢復好等優勢，特別是施工完后能在油氣及大量水的沖刷下破膠徹底，對地層傷害小。

本申請通過使用粘彈性表面活性劑體系作為壓裂液的基液，與氣體混合形成了泡沫壓裂液。

因此，本申請提供如下技術方案：

技術方案1.一種粘彈性流體，包括：粘彈性表面活性劑體系和氣體。

2.技術方案1的粘彈性流體，其中所述粘彈性表面活性劑體系包括水和選自以下表面活性劑中的一種或多種表面活性劑：

具有下式(I)的季銨鹽：

其中R₁和R₂可以相同或不同，并獨立地選自具有8-24個碳原子的直鏈或支鏈烷基、芳基、烷氧基、烷基芳基和芳基烷基；X^-為抗衡陰離子，并選自Cl^-、Br^-和I^-；n₁和n₂可以相同或不同，并且為1～12的整數；

具有下式(II)的季銨鹽：

其中R₁和R₂以及X^-如式(I)所定義，n為1～12的整數；

具有下式(III)的季銨鹽：

其中R₁、R₂以及X^-如式(I)所定義；

具有下式(IV)的季銨鹽：

其中R₁、R₂以及X^-如式(I)所定義，n₃為1～12的整數，n₄為1～12的整數。

3.技術方案2的粘彈性流體，其中R₁和R₂各自獨立地選自十二烷基至二十四烷基，優選為十四烷基至二十二烷基，最優選為十六烷基至二十二烷基。

4.技術方案2或3的粘彈性流體，其中n₁和n₂相同，并且為1～6的整數，優選為2-4的整數，更優選為3-4的整數；其中n為1～6的整數，優選為2-4的整數；n₃和n₄相同，并且為1～6的整數，優選為1-4的整數，更優選為1-2的整數。

5.技術方案2至4任一項的粘彈性流體，其中R₁和R₂相同，且為正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基或正二十二烷基；n₁和n₂相同，且為3或4的整數；n為2或4的整數；n₃和n₄相同，并且為1。

6.技術方案2至5任一項的粘彈性流體，其中所述粘彈性表面活性劑體系還包含有機鹽，所述有機鹽為選自以下酸的鈉鹽、鉀鹽和鋰鹽中的一種或多種：水楊酸、萘磺酸、二萘磺酸、苯磺酸、苯甲酸和鄰苯二甲酸。

7.技術方案6的粘彈性流體，其中所述有機鹽選自水楊酸鈉、萘磺酸鈉、二萘磺酸鈉、苯磺酸鈉、苯甲酸鈉和鄰苯二甲酸氫鉀中的一種或多種。

8.前述技術方案任一項的粘彈性流體，其中所述氣體為惰性氣體。

9.技術方案8的粘彈性流體，其中所述惰性氣體選自氮氣、二氧化碳、氦氣、氬氣及其組合。

10.技術方案8或9的粘彈性流體，其中所述氣體的量為所述粘彈性流體總體積的40-80體積％。

11.技術方案10的粘彈性流體，其中所述氣體的量為所述粘彈性流體總體積的50-70體積％。