[發明專利]一種用于煤層壓裂的煤粉懸浮劑

無效

• 申請號: 201110313042.7
• 申請日: 2011-10-16
• 公開（公告）號: CN102329605A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 郭麗梅;譚國鋒;管保山;梁利;丁云宏;劉萍
• 申請（專利權）人: 天津科技大學;廊坊中石油科學技術研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于煤層氣井壓裂用煤粉懸浮劑領域，尤其是一種用于煤層壓裂的煤粉懸浮劑。

背景技術

我國煤層氣儲層具有低含氣飽和度、低滲透率以及低壓力的“三低”特性，在煤層氣開采及煤層增產改造中，水力壓裂是目前最常用也是最有效的技術手段。壓裂過程中由于支撐劑打磨及煤層應力變化等原因導致煤粉從煤巖表面脫落，而煤粉由于比重小及較強的憎水性而聚集起來阻塞天然及壓裂裂縫，影響裂縫的擴展，并進一步降低了煤層滲透率，影響煤層氣的解吸。

據檢索，發現如下相關專利文獻，CN101693829A提供了一種煤層氣井壓裂用煤粉分散劑及活性水壓裂液，主要成分是非離子表面活性劑，有機銨鹽及低碳醇。CN101735794A提供了一種改善煤粉潤濕性能的添加劑，主要成分為有機磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、低級脂肪醇和水。CN101948684A涉及煤層氣井壓裂施工用的一種壓裂液，添加陰離子或非離子聚丙烯酰胺做降阻劑，木質素磺酸鹽作為煤粉分散劑。通過比較，上述專利與本專利存在較大區別。

非離子及陰離子表面活性劑在陽離子型清潔壓裂液或粘彈壓裂液中會起到破膠作用，不能配伍使用，而且由于陰離子表面活性劑的吸附，可以使煤潤濕性發生反轉，強親水性不利于工作液的反排，對煤層傷害較大。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種用于煤層壓裂的煤粉懸浮劑，本懸浮劑對煤粉具有較好的潤濕能力，能使煤粉分散懸浮于工作液中的煤粉懸浮劑，能夠防止從煤巖表面脫落的煤粉聚集，避免阻塞壓裂裂縫前緣，影響裂縫擴展和滲透率，保障煤層氣開采和增產改造的成功。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種用于煤層壓裂的煤粉懸浮劑，組分包括：季銨鹽表面活性劑、乙醇胺、低級脂肪醇和水，其重量份數比的范圍為：季銨鹽表面活性劑∶乙醇胺∶低級脂肪醇∶水＝35～50∶5～20∶10～25∶25～40。

而且，所述季銨鹽表面活性劑為單鏈，結構通式如下：

R＝C₁₂-C₁₈，X＝Cl或Br。

而且，所述季銨鹽表面活性劑為雙鏈型，結構通式如下：

s＝2、4、6，R＝C₁₂-C₁₈，X＝Cl或Br。

而且，所述乙醇胺為一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。

而且，所述低級脂肪醇為乙醇、丙醇或丁醇。

而且，所述煤粉懸浮劑的使用濃度為0.02％～2.0％。

本發明的優點和有益效果為：

1、本發明提供的新型煤粉懸浮劑克服了現有技術的不足，與陽離子型清潔壓裂液配伍性好，對煤粉具有高效分散懸浮效果，所用表面活性劑不僅對煤層傷害低，而且有效使用濃度低，本煤粉懸浮劑還可用于活性水壓裂液及陽離子型清潔壓裂液中。

2、本發明提供的煤粉懸浮劑對煤粉具有較好的潤濕能力，能使煤粉分散懸浮于工作液中，能夠防止從煤巖表面脫落的煤粉聚集，避免阻塞壓裂裂縫前緣，影響裂縫擴展和滲透率，保障煤層氣開采和增產改造的成功。

3、本發明不僅對煤粉具有高效分散懸浮效果，還可添加于煤層壓裂施工中的前置液、攜砂液、頂替液中使用。

4、本發明提供的新型煤粉懸浮劑對煤粉具有良好的分散懸浮作用，煤粉隨工作液返排至地面，可有效避免壓裂施工中因煤粉聚集造成的造縫失敗以及煤層滲透率的降低；懸浮劑各組分對煤層的傷害低，不會造成潤濕反轉，而且使用濃度低，不僅適用于清水壓裂，而且與陽離子型清潔壓裂液具有良好的配伍性；同時本懸浮劑制備工藝簡單易行，使用方便。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明進一步說明，下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發明的保護范圍。

實施例1：

一種用于煤層壓裂的煤粉懸浮劑，組成成分及重量配比如下：

十六烷基三甲基氯化銨∶三乙醇胺∶乙醇∶水＝40∶12∶15∶33。

制備方法：將上述各組分混合均勻即成煤粉懸浮劑原液。

將煤粉懸浮劑原液用水配制成不同濃度的煤粉懸浮劑溶液，煤粉的懸浮率見表1。

表1實施例1中煤粉懸浮率