[發明專利]一種用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO2干法壓裂液及其制備和評價方法

在審

• 申請號: 201811487991.5
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109594963A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 王樹眾;羅向榮;景澤鋒
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: E21B43/27
• 分類號: E21B43/27;E21B43/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明屬于油田化學壓裂液領域，具體涉及一種用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO₂干法壓裂液及其制備和評價方法。用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO₂干法壓裂液，以質量百分數計，其原料包括：1.5％?3％的表面活性劑類增粘劑，其余為CO₂；表面活性劑類增粘劑帶有一個頭基和兩個雙尾基，頭基是金屬離子Co²⁺或Ni²⁺構成的親水基團，尾基是氟化的親CO₂基團。采用本發明改良CO₂干法壓裂液進行壓裂，不耗費水資源，對儲層傷害小，對環境無污染，施工結束后CO₂變成氣態從儲層快速排出，相比于現有常規壓裂工藝，對頁巖氣藏增產效果明顯。

技術領域

本發明屬于油田化學壓裂液領域，具體涉及一種用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO₂干法壓裂液及其制備和評價方法。

背景技術

頁巖氣藏作為主要的非常規氣藏之一，其勘探開發已成為全球資源開發的一個熱點，我國頁巖氣資源潛力大，分布面積廣，發育層系多，具有實現頁巖氣跨越式發展的有力條件。據國土資源部最新公布的全國頁巖氣資源潛力調查評價結果，我國頁巖氣地質儲量為134.42×10¹²m³，可采資源潛力為25.08×10¹²m³，四川盆地及其周緣地區、中下揚子地區、鄂爾多斯盆地、柴達木盆地、塔里木盆地等是我國頁巖氣勘探開發的重點地區。根據美國的開發經驗，水平井結合滑溜水體積壓裂是頁巖氣高效勘探開發的關鍵技術和核心技術，但這種開發技術需要消耗大量的水，且會對環境造成極大破壞，據美國國家環境保護局(EPA)統計，單口頁巖氣井平均用水量在0.76×10⁴～2.39×10⁴t(取決于井深、水平段長度、壓裂規模)。美國水資源相對豐富，大致可以滿足開發需求。但中國水資源相對匱乏，很難滿足大量清水需求。我國頁巖氣富集區大部分存在缺水或少水的現狀，大規模的頁巖氣資源開發會消耗大量的清水資源，必然使開發區域的生態環境和人民生活面臨嚴峻的考驗。美國主要的頁巖氣盆地其儲層粘土礦物含量少，石英、長石等脆性礦物含量高，而國內頁巖氣儲層中粘土礦物含量較高，尤其是國內陸相頁巖氣儲層(例如鄂爾多斯盆地三疊系延長組頁巖儲層)，粘土礦物含量甚至超過60％，在水基壓裂液侵入頁巖儲層時，粘土礦物遇水膨脹，會對頁巖儲層造成極大的滲透率傷害。國內頁巖儲層尤其是陸相頁巖儲層大多屬于常壓或異常低壓儲層(如三疊系延長組長7段頁巖的壓力系數為0.6～0.8)，并且頁巖的孔喉較小，排驅壓力較高，入井工作液的水鎖效應明顯，壓后返排速度慢。因此，對于我國頁巖氣藏的開發而言，不能簡單的照搬國外技術，亟需一種用水量少(甚至無水)、對環境無污染、對儲層傷害小且返排迅速的先進壓裂技術。

發明內容

為解決現有用于頁巖氣藏壓裂改造的水基壓裂液的不足，本發明的目的在于提供一種用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO₂干法壓裂液及其制備和評價方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO₂干法壓裂液，以質量百分數計，其原料包括：

1.5％-3％的表面活性劑類增粘劑，其余為液態CO₂；

表面活性劑類增粘劑帶有一個頭基和兩個雙尾基，頭基是金屬離子Co²⁺或Ni²⁺構成的親水基團，尾基是氟化的親CO₂基團。

表面活性劑類增粘劑通過主劑SF-1和增稠助劑SF-2按照質量比為1:1混合制成，其中，主劑SF-1為氟醚羧酸鹽類表面活性劑；增稠助劑SF-2為絡合金屬離子有機鹽。

一種用于頁巖氣藏壓裂改造的改良CO₂干法壓裂液的制備方法，通過高參數壓裂液性能測試評價裝置制備；

制備時：