[發(fā)明專利]一種陸相頁巖氣壓裂用水基壓裂液及其配制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210053152.9
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102604625A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王香增;雷曉嵐;吳金橋;申峰;段玉秀;郭慶;張軍濤;高志亮;朱容婷
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西延長石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種陸相頁巖氣壓裂用水基壓裂液及其配制方法。

背景技術(shù)

頁巖氣是一種賦存在暗色泥巖、高碳泥巖、頁巖及粉砂質(zhì)巖類夾層中的天然氣，儲集層巖性致密，滲透率極低，含氣飽和度低，無自然產(chǎn)能，需要采用大規(guī)模縫網(wǎng)壓裂才能獲得工業(yè)氣流，頁巖氣開發(fā)在我國處于探索階段。

根據(jù)美國開發(fā)海相頁巖氣的經(jīng)驗(yàn)，最初使用水基凍膠壓裂液、泡沫壓裂液進(jìn)行大型壓裂改造，獲得了較好的改造效果，但由于成本高使得最終的經(jīng)濟(jì)效益不佳，到1997年已停止實(shí)施這類壓裂液體系的大型壓裂作業(yè)；1998年后采用滑溜水（也稱減阻水）壓裂液進(jìn)行大型壓裂施工取得成功，相比大型凍膠壓裂液作業(yè)，滑溜水壓裂成本下降了30%以上，使得頁巖氣的開采變得有利可圖，到目前為止，滑溜水壓裂液已成為美國頁巖氣開發(fā)最常用的壓裂液體系。

鄂爾多斯盆地含有豐富的頁巖氣資源，其中中生界延長組（張家灘頁巖、李家畔頁巖）是勘探的重點(diǎn)。與美國海相沉積的頁巖氣儲層相比中生界延長組頁巖氣層屬陸相沉積，粘土礦物含量高，主要由伊蒙混層礦物組成，屬于強(qiáng)水敏性儲層，其次碳酸鹽含量相對較少，綠泥石含量高，存在一定酸敏性，不宜采用酸液對儲層進(jìn)行處理；另外孔隙度低、孔隙吼道細(xì)小，易造成水鎖傷害。因此，在進(jìn)行壓裂增產(chǎn)改造時(shí)，不能一味照搬美國頁巖氣壓裂液配方，必須研發(fā)出適合鄂爾多斯盆地頁巖氣儲層特征的水基壓裂液配方。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種陸相頁巖氣壓裂用水基壓裂液及其配制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種陸相頁巖氣壓裂用水基壓裂液，其特征在于：它包括高分子聚合物、粘土穩(wěn)定劑、助排劑、殺菌劑和水；其中，各組分的質(zhì)量百分比為：

高分子聚合物???????????????0.02-0.1%

粘土穩(wěn)定劑???????????????????2-3%

助排劑??????????????????????0.3-0.5%

殺菌劑??????????????????????0.1-0.3%

余量為水。

所述高分子聚合物為羥丙基胍膠、聚丙烯酰胺、羥乙基纖維素或羧甲基纖維素中的任意一種；所述粘土穩(wěn)定劑為小分子的K⁺、Na⁺或NH4⁺的氯化物；所述助排劑為陰離子型表面活性劑、或非離子型表面活性劑、或陰離子型表面活性劑的調(diào)配物、或非離子型表面活性劑的調(diào)配物，其中，陰離子型表面活性劑為α-烯基磺酸鈉、或陰離子氟碳型表面活性劑，非離子型表面活性劑為烷基多苷或非離子氟碳型表面活性劑；所述殺菌劑為新潔爾滅，或過氧化氫，或戊二醛。

所述粘土穩(wěn)定劑優(yōu)選氯化鉀，其中工業(yè)級氯化鉀要求K₂O≥62.0%，水不溶物含量≤2.0%；所述高分子聚合物優(yōu)選陰離子型聚丙烯酰胺或非離子型聚丙烯酰胺；所述助排劑為非離子型表面活性劑的調(diào)配物，該非離子型表面活性劑的調(diào)配物為可生物降解的烷基多苷及SR18Y氟碳表面活性劑混合液；所述殺菌劑為戊二醛。

所述烷基多苷及SR18Y氟碳表面活性劑混合液由烷基多苷、SR18Y、乙醇以及水組成；其中，各組分的質(zhì)量百分比為：烷基多苷為5%，SR18Y為4%、乙醇為10%，水為81%。SR18Y氟碳表面活性劑由陜西森瑞石油技術(shù)開發(fā)有限公司生產(chǎn)。

陸相頁巖氣壓裂用水基壓裂液的制備方法，其特征在于：

1）按權(quán)利要求1的配方比例量取水；

2）加入0.02-0.1%質(zhì)量百分比的高分子聚合物，攪拌40分鐘；

3）加入2-3%質(zhì)量百分比的粘土穩(wěn)定劑，攪拌10-15分鐘；依次在攪拌狀態(tài)下加入0.1-0.3%質(zhì)量百分比的殺菌劑、0.3-0.5%質(zhì)量百分比的助排劑，攪拌15分鐘充分溶解即可。

本發(fā)明所涉及的化學(xué)原料市場上均有銷售。

本發(fā)明的技術(shù)效果為：

1、該壓裂液摩阻低，是清水摩阻的40%，能夠大大降低壓裂施工泵壓；

2、表界面張力低，助排性能好；

3、粘土穩(wěn)定能力強(qiáng)，防膨率大于85%；

4、殺菌能力強(qiáng)，夏天放置3天不會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌而導(dǎo)致壓裂液變質(zhì)；

5、與頁巖氣儲層地層水配伍性好，無沉淀或絮凝物產(chǎn)生。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。

在實(shí)施例中沒有詳細(xì)敘述的部分是采用現(xiàn)有技術(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或公知手段。