用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，由基液、增粘剂体系与分散剂组成，其中，所述基液为超临界二氧化碳，所述增粘剂体系包含增粘剂与助溶剂，所述增粘剂为羟基脂肪酸，所述助溶剂为有机溶剂，所述分散剂为含氟表面活性剂。本发明专利技术的超临界态二氧化碳压裂液体系使用二氧化碳作为压裂介质，因而几乎保留了二氧化碳压裂技术的所有优点。适用于低渗油气藏压裂施工，有望起到良好的增产效果。本发明专利技术所涉及的超临界二氧化碳压裂液体系是一种二氧化碳基压裂液，是非水基压裂液，一方面，降低了对压裂施工过程中对水资源的依赖；另一方面，可以避免地层的水敏伤害。

Supercritical carbon dioxide fracturing fluid system for low permeability oil and gas reservoir and preparation method thereof

The invention discloses a method for low permeability oil and gas reservoirs of the supercritical carbon dioxide fracturing fluid system, the base liquid, tackifier system and dispersant composition, wherein the base liquid for supercritical carbon dioxide, the system contains a tackifier tackifier and cosolvent, the tackifier for hydroxy fatty acid, the solvent is an organic solvent, the dispersing agent for fluorocarbon surfactants. The supercritical carbon dioxide fracturing fluid system of the present invention uses carbon dioxide as the fracturing medium, and thus retains all the advantages of the carbon dioxide fracturing technology. It is suitable for low permeability oil and gas reservoir fracturing construction, which is expected to have a good effect of increasing production. The invention relates to a supercritical carbon dioxide fracturing fluid system is a kind of carbon dioxide based fracturing fluid, fracturing fluid is, on the one hand, to reduce the dependence on water resources in the process of fracturing construction; on the other hand, can avoid the water sensitive formation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系及其制备方法，属于油气田开发
技术背景当今世界，能源不只是人们生存的重要保障，更是整个人类社会发展和前进的最重要力量。因此，发展能源就成为了全世界共同关心的问题，当然也是我国经济技术发展到重要议题。而作为当今能源最重要一环的石油自然是关乎国家安全的战略物资，是国家安全稳定的基础。近些年来，低渗透油气藏的开发利用渐渐被人们所重视。我国的低渗透油气资源分布广泛，储量丰富，且我国已拥有相当长的开发利用史，因此低渗透油气资源对我国意义重大。自20世纪90年代以来，随着我国技术人员在油气勘探开发上的不断突破，我国的中西部的鄂尔多斯盆地、吐哈盆地、准噶尔盆地以及东部的松辽盆地的大型低渗透油气田不断被发现，为我国油气产量的稳定增长有着十分重要的意义。在鄂尔多斯盆地奥陶系大型气田发现后，地质工作人员又在新疆的塔里木盆地、准噶尔盆地以及吐哈盆地陆续发现了很多中小型低渗油气田。根据相关专家学者的预测，到目前为止我国探明的低渗油气田（渗透率小于50×10-3μm2）约占我国油田储量的四分之一，但值得注意的是我国的低渗油气储量所占比远大于此。所以可以看出低渗油气资源是我国油气资源中很重要的一环，大力发展低渗油气资源对于我国油气的增产稳产意义重大。低渗透储层中的天然气资源分布广、储量丰，是我国天然气供应中不可或缺的一环。而随着社会的发展，天然气的需求量与日俱增和勘探开发技术的不断发展，低渗透储层中的天然气资源的地位也不断提高。因此，随着技术的不断发展和突破，低渗透致密储层中的天然气资源必将成为未来天然气来源中最重要的一环。压裂技术在低渗透油气藏的开发中被广泛使用并取得了不错的效果。它的原理是利用地面的高压泵组将压裂液以远超地层吸收速率的排量注入地层，在地层中憋压，一旦地层中憋压超过地层岩石的破裂压力时，就会在地层中产生裂缝，然后再注入携带者支撑剂的携砂液，使支撑剂进入裂缝将裂缝支撑起来，这样停泵后地层中便会形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，大大减小渗流阻力，最终达到增产增注的目的。针对低渗油气藏的众多压裂增产措施中，超临界二氧化碳压裂技术具有地层伤害低、返排比较容易、较低的成本等优势，到目前为止已经得到了普遍的关注和研究室内研究及矿场试验证明，超临界二氧化碳压裂技术有很高的技术可行性和经济可行性。超临界二氧化碳压裂技术目前并不是很成熟，最主要的技术难题是它具有较低的粘度，因此会导致压裂施工过程中产生一系列的问题：首先是携砂能力弱，只能使用直径小且密度低的支撑剂；第二，粘度较低，滤失较大，在高渗地层不太适用。在超临界二氧化碳中加入增稠剂是降低其流度及增强其携砂性能的有效方法，因此研究高粘度的超临界二氧化碳压裂液，成为了众多研究人员关注的热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对低渗油气藏使用的超临界二氧化碳压裂液粘度低、滤失高、携砂能力差等缺点，采用如下技术方案：构建一种适用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系。超临界二氧化碳的临界点为31.1°C，7.38MPa，温度压力高于该临界点时，二氧化碳处于超临界状态。本专利技术提供的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，由基液、增粘剂体系与分散剂组成，其中，所述基液为超临界二氧化碳，所述增粘剂体系包含增粘剂与助溶剂，所述增粘剂为羟基脂肪酸，所述助溶剂为有机溶剂，所述分散剂为含氟表面活性剂。优选地，所述增粘剂在所述超临界二氧化碳压裂液体系中所占的比例为0.5wt%~5wt%，所述助溶剂在所述超临界二氧化碳压裂液体系中所占的比例为1wt%~10wt%，所述分散剂在所述超临界二氧化碳压裂液体系中所占的比例为0.1wt%~0.3wt%。优选地，所述增粘剂为具有式1结构的化合物：式1式1中，R1为烃基，R2为烃基。更优选地，式1中，R1为碳原子数为6的直链烷基，R2为碳原子数为10的直链烷基。优选地，所述助溶剂与增粘剂能够以高于1:1的体积比例互溶。更优选地，所述助溶剂为乙醇。优选地，所述分散剂为具有式2结构的化合物：式2式2中，R3为全氟烷基。更优选地，式2中，R3为碳原子数5~7的全氟烷基。本专利技术还提供上述的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系的制备方法，包括如下步骤：1）预热超临界二氧化碳压裂液制备仪器至所需温度，将分散剂加入超临界二氧化碳压裂液制备仪器中，通入二氧化碳，开启仪器搅拌按钮，对体系进行搅拌；2）取增粘剂，将增粘剂加入到助溶剂中，充分搅拌，直至完全溶解，制备增粘剂体系；3）配制好的增粘剂体系泵入到超临界二氧化碳压裂液制备仪器中；4）调节超临界二氧化碳压裂液制备仪器压力控制装置，直至达到所需压力；充分搅拌，直至体系澄清透明，继续搅拌，制备出超临界二氧化碳压裂液。本专利技术还提供上述的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系的应用，所述超临界二氧化碳压裂液体系适用的地层条件：地层温度40~70℃，地层破裂压力高于15MPa。本专利技术的特点在于，超临界态二氧化碳压裂液体系使用二氧化碳作为压裂介质，因而几乎保留了二氧化碳压裂技术的所有优点。适用于低渗油气藏压裂施工，有望起到良好的增产效果。本专利技术所涉及的超临界二氧化碳压裂液体系是一种二氧化碳基压裂液，是非水基压裂液，一方面，降低了对压裂施工过程中对水资源的依赖；另一方面，可以避免地层的水敏伤害。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本专利技术一种用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，该超临界二氧化碳压裂液体系由基液、增粘剂体系与分散剂组成，其中，所述基液为超临界二氧化碳，所述增粘剂体系包含增粘剂与助溶剂，所述增粘剂为羟基脂肪酸，所述助溶剂为有机溶剂，所述分散剂为含氟表面活性剂。其中，分散剂分子中含有亲二氧化碳基团（全氟烷基基团），使其能够在超临界二氧化碳中有效分散，分散剂分子结构中的疏二氧化碳基团（含铝基团）能使其与增粘剂分子结合，进而帮助增粘剂在超临界二氧化碳中分散。增粘剂体系的加入则提高了超临界二氧化碳压裂液体系的粘度。压裂液体系粘度升高能够降低支撑剂在压裂液中的沉降速率，进而有助于提高其携砂能力；压裂液体系粘度升高能够减少压裂施工中压裂液的滤失量，进而降低其滤失系数。实施例1预热设备至42℃，达到该温度后，稳定30分钟，将分散剂加入超临界二氧化碳压裂液制备仪器中，通入一定量二氧化碳，开启仪器搅拌按钮，对体系进行搅拌；称量一定质量的增粘剂，将增粘剂到助溶剂中，充分搅拌，直至增粘剂完全溶解，制备增粘剂体系；配制好的增粘剂体系泵入到超临界二氧化碳压裂液制备仪器中；调节超临界二氧化碳压裂液制备仪器压力控制装置至20MPa；充分搅拌，直至体系澄清透明，继续搅拌30分钟，制备出超临界二氧化碳压裂液；其中增粘剂含量为5wt%，助溶剂含量为10wt%，分散剂含量为0.1wt%，超临界二氧化碳含量为84.9wt%；增粘剂为12-羟基十八酸，分散剂为双-（全氟辛酸）羟基铝，助溶剂为无水乙醇；体系粘度为0.45mPa·s（未增粘的超临界二氧化碳压裂液体系粘度<4×10-2mPa·s）。适用于温度为42℃，地层破裂压力为20MPa的储层。支撑剂（陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，其特征在于，该超临界二氧化碳压裂液体系由基液、增粘剂体系与分散剂组成，其中，所述基液为超临界二氧化碳，所述增粘剂体系包含增粘剂与助溶剂，所述增粘剂为羟基脂肪酸，所述助溶剂为有机溶剂，所述分散剂为含氟表面活性剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，其特征在于，该超临界二氧化碳压裂液体系由基液、增粘剂体系与分散剂组成，其中，所述基液为超临界二氧化碳，所述增粘剂体系包含增粘剂与助溶剂，所述增粘剂为羟基脂肪酸，所述助溶剂为有机溶剂，所述分散剂为含氟表面活性剂。2.根据权利要求1所述的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，其特征在于，所述增粘剂在所述超临界二氧化碳压裂液体系中所占的比例为0.5wt%~5wt%，所述助溶剂在所述超临界二氧化碳压裂液体系中所占的比例为1wt%~10wt%，所述分散剂在所述超临界二氧化碳压裂液体系中所占的比例为0.1wt%~0.3wt%。3.根据权利要求1或2所述的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，其特征在于，所述增粘剂为具有式1结构的化合物：式1式1中，R1为烃基，R2为烃基。4.根据权利要求3所述的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，其特征在于，式1中，R1为碳原子数为6的直链烷基，R2为碳原子数为10的直链烷基。5.根据权利要求1或2所述的用于低渗油气藏的超临界二氧化碳压裂液体系，其特征在于，所述助溶剂与增粘剂能够以高于1:1的体积比例互溶。6.根据权利要求5所述的用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴彩丽，杜明勇，孙宝江，孙鑫，刘合，王涛，赵光，赵明伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37