超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配制方法技术

本发明专利技术属地下能源开发储层改造。其特征是根据岩石成分，配制的超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。SSE易进入纳米孔缝，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSE可以单独使用，也可以与液态二氧化碳或液氮混合压入地层冷缩冷胀造缝。使用SSE压裂液实现不加砂压裂。由于各种矿物成分冷缩脆性的非均匀性，SSE造缝难以闭合。静态和动态腐蚀速率低于行业标准，施工作业可以不换管柱。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于地下能源开发增储增产储层改造中压裂使用的压裂液，特别提供超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配制方法。注：溶解是指溶质分散于溶剂中成为溶液的物理过程。技术背景：中国的油气藏、煤层气、页岩气储层都是超致密的，不压裂就没有产能。吸附气、吸附油都是以吸附态储集在纳米孔隙中。绝大多数井都必须压裂，压裂都必须加砂。岩石不易碎，难压裂造缝。用瓜尔胶堵塞纳米、微米孔缝，不用瓜尔胶难以携砂压裂。所有的压裂都必须破胶，低温破胶是难题。高温时压裂液粘弹性变差，难携砂。砂易压碎堵塞孔缝，极大降低导流能力。李冰父子最早用热胀冷缩原理造缝，在冬天用火烧，浇冰水冻裂石缝，开掘都江堰宝瓶口，使水流入成都平原灌溉。冷缩造缝实例很多：岩石低温破碎，冻融损伤、冻融坝基破碎、冻融路基破碎、冻土岩石冷破裂。停注一段时间，超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE与孔缝中的地层水混合后被稀释，浓度降低；然后升温，在孔缝中结冰，冷胀造缝。岩石的矿物成分异常复杂，各种矿物的热胀冷缩冷胀造缝是非均匀的，即使地层温度恢复到原有地层温度，热胀冷缩冷胀生成的裂缝绝不可能闭合成原状。本专利技术的目的是提供一种溶解溶蚀通缝扩喉，扩大纳米孔缝，再冷缩冷胀造缝，不加砂造缝的纳米压裂液。本专利技术的关键是1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的水溶液是超低温过冷流体。国际原始创新，达到国际领先水平的创新点：超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。SSE易进入纳米孔缝，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSE可以单独使用，也可以与液态二氧化碳或液氮混合压入地层冷缩冷胀造缝。使用SSE压裂液实现不加砂压裂。由于各种矿物成分冷缩脆性的非均匀性，SSE造缝难以闭合。超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE成本低，易于现场施工操作，是进行不加砂压裂的关键压裂液，成本更低，更易施工，便于推广应用。超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE需求量大、市场大、需求时间具有持久性；经济效益、社会效益都是难以估量的。地下渗流态和吸附态能源开采、地热和干热岩热源的开发利用，都需要用超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE进行不加沙压裂。利用超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE开发地热，可以在控制降雨，在干旱地区抗旱、沙漠快速绿化、地震防震减灾、地震能源开发利用中发挥极其重要的作用。超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE不但可以解决大量的就业，更重要地是保证全国各行各业高速增长的能源需求、抗旱、沙漠快速绿化，同时为国家创造大量经济收入；地震能源开发利用，减少地震人员伤亡、财产损失。超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的实例见表1。表1超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的实例实例1.本专利技术提供了一种煤岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液(型号SSEco)，其优点是煤岩溶蚀率最大、煤层破裂压力下降最大、煤层压裂施工压力下降最大，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。重点溶蚀煤粉、孔缝中的胶结物和充填物。适应于煤层不加沙压裂，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSEco可以在煤层单独进行不加沙压裂，也可以与液态二氧化碳或液氮混合进行不加沙压裂。由于煤层各种矿物成分冷缩性的非均匀性，SSEco在煤层不加沙压裂造缝难以闭合。SSEco配方：0.2％～5％超低温过冷液化剂SSLco+0.2％～5％酸基压裂液VCFaco或溶解压裂液CFsco+0.2％～5％潜在酸CAPco+0.2％～5％缓速酸CArco+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。实例2.本专利技术提供了一种砂岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液(型号SSEsa)，其优点是砂岩溶蚀率最大、砂岩储层破裂压力下降最大、砂岩储层压裂施工压力下降最大，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。重点溶蚀砂岩及孔缝中的胶结物和充填物。适应于砂岩储层不加沙压裂，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSEsa可以在砂岩储层单独进行不加沙压裂，也可以与液态二氧化碳或液氮混合进行不加沙压裂。由于砂岩储层各种矿物成分冷缩性的非均匀性，SSEsa在砂岩储层不加沙压裂造缝难以闭合。SSEsa配方：0.2％～5％超低温过冷液化剂SSLsa+0.2％～5％酸基压裂液VCFasa或溶解压裂液CFssa+0.2％～5％潜在酸CAPsa+0.2％～5％缓速酸CArsa+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。实例3.本专利技术提供了一种页岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液(型号SSEsh)，其优点是页岩溶蚀率最大、页岩储层破裂压力下降最大、页岩储层压裂施工压力下降最大，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。重点溶蚀页岩及孔缝中的胶结物和充填物。适应于页岩储层不加沙压裂，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSEsh可以在页岩储层单独进行不加沙压裂，也可以与液态二氧化碳或液氮混合进行不加沙压裂。由于页岩储层各种矿物成分冷缩性的非均匀性，SSEsh在页岩储层不加沙压裂造缝难以闭合。SSEsh配方：0.2％～5％超低温过冷液化剂SSLsh+0.2％～5％酸基压裂液VCFash或溶解压裂液CFssh+0.2％～5％潜在酸CAPsh+0.2％～5％缓速酸CArsh+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。实例4.本专利技术提供了一种花岗岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液(型号SSEgr)，其优点是花岗岩溶蚀率最大、花岗岩储层破裂压力下降最大、花岗岩储层压裂施工压力下降最大，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。重点溶蚀花岗岩及孔缝中的胶结物和充填物。适应于花岗岩储层不加沙压裂，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSEgr可以在花岗岩储层单独进行不加沙压裂，也可以与液态二氧化碳或液氮混合进行不加沙压裂。由于花岗岩储层各种矿物成分冷缩性的非均匀性，SSEgr在花岗岩储层不加沙压裂造缝难以闭合。SSEgr配方：0.2％～5％超低温过冷液化剂SSLgr+0.2％～5％酸基压裂液VCFagr或溶解压裂液CFsgr+0.2％～5％潜在酸CAPgr+0.2％～5％缓速酸CArgr+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。实例5.本专利技术提供了一种碳酸盐岩超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液(型号SSEca)，其优点是碳酸盐岩溶蚀率最大、碳酸盐岩储层破裂压力下降最大、碳酸盐岩储层压裂施工压力下降最大，在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体。重点溶蚀碳酸盐岩及孔缝中的胶结物和充填物。适应于碳酸盐岩储层不加沙压裂，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。SSEca可以在碳酸盐岩储层单独进行不加沙压裂，也可以与液态二氧化碳或液氮混合进行不加沙压裂。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配制方法，其特征在于其造缝原理是溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。配制的总原则是：配制的SSE水溶液在温度‑200℃～‑10℃范围内是超低温过冷流体，仍可以自由流动。将SSE水溶液压入地层后进入纳米孔缝，溶解溶蚀纳米孔缝中的充填物、胶结物和部分溶解溶蚀孔缝壁面，沟通扩大纳米孔缝；同时突变型急剧快速降低岩层温度，冷缩岩石迫使岩石超低温非均匀冷缩造缝。停注一段时间，使注入液体与孔缝中的地层水混合，一方面超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE被稀释，浓度降低；另一方面升温，在孔缝中结冰，冷胀造缝。由于岩石矿物成分分布的非均匀性，各种矿物成分冷缩脆性的非均匀性，即使恢复到原始温度，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、冷缩造缝、冷胀造缝难以闭合。

【技术特征摘要】
1.超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配制方法，其特征在于其造缝原理是溶
解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。配制的总原则是：配制的SSE
水溶液在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体，仍可以自由流动。将SSE水溶液压
入地层后进入纳米孔缝，溶解溶蚀纳米孔缝中的充填物、胶结物和部分溶解溶蚀孔缝壁面，
沟通扩大纳米孔缝；同时突变型急剧快速降低岩层温度，冷缩岩石迫使岩石超低温非均匀冷
缩造缝。停注一段时间，使注入液体与孔缝中的地层水混合，一方面超低温过冷收缩与扩大
纳米孔缝压裂液SSE被稀释，浓度降低；另一方面升温，在孔缝中结冰，冷胀造缝。由于岩
石矿物成分分布的非均匀性，各种矿物成分冷缩脆性的非均匀性，即使恢复到原始温度，溶
解溶蚀扩大纳米孔缝、冷缩造缝、冷胀造缝难以闭合。
2.按照权利要求1所述的配制方法，其特征在于配制的超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝
压裂液SSE的主要性能为溶解溶蚀沟通扩大纳米孔缝、冷缩造缝、冷胀造缝共同造缝。2％
超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的总目标为：有机氯含量为0；凝固点-200℃～
-10℃；闪点100℃～200℃；岩芯驱替降阻率20％～90％；溶解溶蚀粘土矿物(高岭石、钠
膨润土、伊利石、绿泥石)、石英、方解石、白云石、长石、砾岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、
煤粉、花岗岩等岩石的溶解率大于0.5％；纳米孔缝扩大20％～100％；防膨率70％～150％；
残渣量0mg/L～200mg/L；Amott-Harvey润湿指数-0.3～0.5；水敏指数-0.01～-10；酸敏指
数-0.01～-10；N-80钢片90℃静态腐蚀速率小于4g/(m2*h)；90℃动态腐蚀速率小于30g/
(m2*h)。静态和动态腐蚀速率低于行业标准，施工作业可以不换管柱。只要配制的水满足
国家《污水综合排放标准》，配制的SCD满足国家《污水综合排放标准》；只要地层水满足
围家《污水综合排放标准》，SCD施工后返排的地层水满足国家《污水综合排放标准》。
3.按照权利要求1-2所述的配制方法，其特征在于超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂
液SSE配方：0.2％～5％超低温过冷液化剂SSL+0.2％～5％酸基压裂液VCFa或溶解压裂液
CFs+0.2％～5％潜在酸CAP+0.2％～5％缓速...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文光，冯博，冯妍，冯卓，
申请(专利权)人：成都能生材科技开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51