[發明專利]一種頁巖氣開采用減氧空氣/液態CO

有效

• 申請號: 201910022861.2
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109679643B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 呂其超;周同科;鄭嶸;董朝霞;鄭海敏;張娟;林梅欽;楊子浩;王婧雪
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C09K8/70
• 分類號: C09K8/70;C09K8/94
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 王春霞

本發明公開了一種頁巖氣開采用減氧空氣/液態CO₂雙界面層泡沫壓裂液。所述減氧空氣/液態CO₂雙界面層泡沫壓裂液由液態CO₂相、氣相和納米強化劑制成；液態CO₂相由氣溶性表面活性劑復配物溶解于液態CO₂中形成；氣相為減氧空氣和液態CO₂的飽和蒸氣的混合氣；納米強化劑為疏水二氧化硅納米顆粒、顆粒助溶劑、水溶性表面活性劑復配物的水溶液。本發明制備的壓裂液體系中液態CO₂包裹減氧空氣形成了界面層，納米強化劑包裹液態CO₂形成了另一界面層，雙界面層提升了壓裂液體系的結構性，可以使壓裂液獲得相對較高的粘性，同時也具備良好的耐溫穩定性。

技術領域

本發明涉及一種頁巖氣開采用減氧空氣/液態CO₂雙界面層泡沫壓裂液，屬于頁巖氣開發工程技術領域。

背景技術

我國頁巖氣資源極其豐富，據統計國內主要頁巖氣區塊的資源總量高于 26×10¹²m³，處于國際前列，經濟潛力巨大，頁巖氣資源高效開發對于優化我國能源供應結構，保障國家油氣安全具有重要戰略意義。然而，頁巖氣儲層先天發育不足，地質條件復雜，儲層物性普遍較差，基質孔隙極小，滲透率和孔隙度超低，不具備天然流動能力，實施壓裂增產改造是頁巖氣高效開發的必然選擇。

目前，水力壓裂仍然是國內應用最多的頁巖氣壓裂增產改造技術。但常規水力壓裂液中使用的水基植物膠、纖維素、人工聚合物等高分子強化劑存在一系列問題：高分子物質進入頁巖儲集層后，容易吸附多孔介質內部，使原本較小的孔隙體積進一步縮小；同時注入地下的高分子強化劑難以破膠完全，所產生的殘渣不僅會傷害地層基質，甚至還會對壓開裂縫的支撐劑填充層產生傷害，影響壓裂導流通道的連通性；水基壓裂液與地層基質接觸后，還會造成黏土膨脹，這對于水敏性儲層的傷害不可忽視；此外，水基壓裂液還純在反排速度慢，見氣時間長，反排不徹底，殘液遺留在地層影響儲層改造效果。

除此之外，在頁巖氣水基壓裂作業中還面臨著對水資源消耗巨大的問題，在荒漠、隔壁、高原、山區等缺水干旱地區的應用受到極大的限制，并且對環境存在潛在水資源污染風險，為了解決這些問題，需要提供一種新型的泡沫壓裂液。

發明內容

本發明的目的是提供一種頁巖氣開采用減氧空氣/液態CO₂雙界面層泡沫壓裂液，具有低耗水量、超低傷害、粘溫穩定性強、泡沫穩定性強、環保等特性。

本發明所提供的頁巖氣開采用減氧空氣/液態CO₂雙界面層泡沫壓裂液，由液態CO₂相、氣相和納米強化劑制成；

所述液態CO₂相由氣溶性表面活性劑復配物溶解于液態CO₂中形成；

所述氣相為減氧空氣和所述液態CO₂的飽和蒸氣的混合氣；

所述納米強化劑為疏水二氧化硅納米顆粒、顆粒助溶劑、水溶性表面活性劑復配物的水溶液。

上述的泡沫壓裂液中，所述泡沫壓裂液的泡沫質量可為40％～90％，具體可為56％～65％、56％或65％；

所述泡沫質量，指的是泡沫壓裂液中氣相體積占泡沫壓裂液總體積的百分比。

上述的泡沫壓裂液中，所述氣溶性表面活性劑復配物可為2-三氟甲烷-3-甲氧基十氟戊烷、3-乙氧基十三氟代己烷、氟代丁烷乙基醚、氟代丁烷甲基醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中至少兩種的復配物；