一种微泡压裂液、制备方法及应用技术

本发明专利技术属于压裂液技术领域，公开了一种微泡压裂液、制备方法及应用，所述微泡压裂液配方组成如下：按照质量分数由0.2％特级羟丙基胍胶、0.2％有机硼交联剂、0.2％十二烷基硫酸钠(SDS)、0.3％十二烷基磺基甜菜碱(SJT)、0.2％十二醇(SF‑1)，其余为水组成；本发明专利技术的微泡压裂液其微泡沫直径分布在30～100μm之间，非常细小、均匀；特殊的“一核两层三模”微观结构，性能稳定。本发明专利技术泡沫微小、细腻、均匀，具备高抗压特性；具有暂堵作用，能有效降低压裂液向微小孔隙或天然裂缝中滤失，提高压裂液效率；具有耐高温耐剪切特性，携砂能力强；泡沫质量大，液体少，可增大低压地层压后返排，减小水敏和残胶伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种微泡压裂液、制备方法及应用
本专利技术属于压裂液
，尤其涉及一种微泡压裂液、制备方法及应用。
技术介绍
油气资源是国家生存、安全的重要战略物资，也是国民经济建设和生活的重要组成。压裂作为油气藏增产的最有效措施之一，已经在国内外得到了快速发展和广泛应用。它利用高压泵组将含有高浓度支撑剂的高粘度非牛顿流体泵入地层，在目的层附近形成高压，当压力超过该处地层的破裂压力时，会在目的层造缝并延伸扩展裂缝。作为在压裂过程中传递高压，压开储层，形成裂缝并最终携带支撑剂进入裂缝的压裂液是整个过程中最重要的工作流体。压裂液性能直接影响施工能否成功、压开裂缝的长度和支撑裂缝的导流能力，以及油气井压后的生产能力。目前，国内外广泛使用的压裂液主要有水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液和乳化压裂液。每种压裂液因其组成不同具有不同特性，需要与储层的不同特点相结合优选合适的压裂液配方。根据压裂技术对压裂液的功能需要，压裂液通常需要与地层矿物、油、水较好地配伍，减小对储存基质的损害；具备合适的粘度、低滤失特性与造缝能力；较强的耐温耐剪切特性和携砂能力；在地层条件下的快速破胶能力，减小对支撑裂缝导流能力的损害。可见，压裂液技术的形成与发展，未来还将在如何提高携砂性和低损害性两个主要方面进一步研究。泡沫压裂液作为一种含气液两相的压裂液体系也经历了一个这样的发展历程。最早将泡沫用于压裂施工的国家是美国。早在1970年就已经开始投入使用，至80年代末泡沫压裂液技术逐渐成熟。70年代初期，最先使用了氮气泡沫压裂液，按当时的注入技术，只能将支撑剂含量为120kg/m3～140kg/m3的砂浆泵入裂缝，支撑剂的铺置浓度比较低。尽管携砂能力不强、压裂液的性质还不够好，但是得到了较好增产效果，科研人员总结发现是因气体的膨胀特性，使得压后返排效果提高，引起了人们的兴趣。1973－1976年期间，是泡沫压裂液发展的初期，多数施工都是小规模的处理，泡沫压裂液的使用仍然处于试用阶段。1977－1978年间，人们开始考虑到泡沫压裂液对地层造成的伤害，并开始通过加入甲醇来减少地层伤害。1979－1983年间是泡沫压裂液工艺发展的快速发展阶段。泡沫压裂液主要的发展阶段是上世纪80年代中期，尤其是在解决气井压裂的问题上效果良好，当时90％以上的气井压裂都是应用的泡沫压裂液技术。经过几十年的发展和研究，泡沫压裂液已经趋于成熟，主要表现在对泡沫压裂液性质的了解，施工设计方面以及最终产能评价等方面。从国外泡沫压裂液技术发展历程看，可以概括为以下四个过程：(1)第一代泡沫压裂液基液的主要成分有水、盐水、醇类、原油，用氮气和发泡剂生成气泡。该泡沫压裂液滤失低、返排速率快，其缺点在于形成的泡沫稳定性差，泡沫的半衰期短，不能对高温井、深井施工，并且施工的规模要控制在较小范围内。(2)第二代泡沫压裂液的改进仅仅是加入了植物胶，使泡沫性质趋于稳定。该泡沫压裂液除加强泡沫的稳定性之外，同时压裂液粘度也有所提高，携砂能力加强，因此比第一代泡沫压裂液满足更多施工条件要求。(3)第三代泡沫压裂液是在第二代泡沫压裂液的基础上加入了交联剂，交联剂的主要作用也是提高携砂液粘度，进一步提高压裂液稳定性。采用延缓交联凝胶的方法进一步使得气泡变得均匀、稳定，体系的黏度提高加强了泡沫压裂液的耐温耐剪切性和携砂能力。(4)第四代泡沫压裂液在液体组成方面与第三代泡沫压裂液差异不大，但是开始注重泡沫的均匀性，改善了泡沫体系的抗温和耐剪切性能，支撑剂含量已经达到了1440kg/m3以上，能够满足较大规模的加砂施工需要。与国外泡沫压裂液发展有所不同，国内发展主要是在泡沫压裂液组成、添加剂性能研发与评价方面。主要可以分为两个阶段：第一个阶段为非交联泡沫压裂液研究；第二阶段为交联泡沫压裂液研究。其中交联泡沫压裂液按照其研究和应用不同又可以细分为酸性交联CO2泡沫压裂液和有机硼交联N2泡沫压裂液两个部分。我国对泡沫压裂液的研究始于20世纪80年代末期。1989年中石油勘探院廊坊分院与美国CER公司合作，引进了流变回路装置，用它对非交联的CO2泡沫压裂液的流变性进行了研究，测得不同泡沫质量下压裂液的流变参数，研究泡沫流体的流动性质；测试了泡沫质量与气泡大小、半衰期等参数，研究其衰变机理；以及压裂液的表观粘度，支撑剂在压裂液中沉降速率之间关系等；1989年蒋国华介绍了泡沫压裂液的发泡剂、稳泡剂的优选试验以及无机盐、温度、发泡速度对泡沫参数的影响。1998年在辽河油田首次进行了泡沫压裂液的施工，当时使用的是N2泡沫压裂液。2000年陈彦东利用从美国CER公司引进的大型多功能回路装置研究了泡沫压裂液的流动行为特征，获得了不同CO2泡沫质量压裂液的流变参数，并使用RS75控制应力流变仪研究了CO2泡沫压裂液的粘弹性能，分析了泡沫质量与表观粘度、粘弹性、微观结构、支撑剂沉降速率的关系；实验结果显示研究的泡沫压裂液具有低密度、低滤失量、流变性能好、携砂能力强、低伤害等特点。2000年以后，CO2和N2泡沫压裂液在国内多个油田开始大量应用，并在低渗储层取得较好效果；同时，室内研究也进一步深入，泡沫压裂液的耐温耐剪切性、粘弹性、摩阻特性、低损害特性等研究与评价获得快速发展，与此同时，开发了就地自生泡沫压裂液、酸性泡沫压裂液、表活剂泡沫压裂液、清洁N2泡沫压裂液、类泡沫压裂液等，几年来又开发了含SiO2、Al2O3等纳米类泡沫压裂液，正在改进泡沫压裂液的性能。归纳起来，国内泡沫液技术的发展、形成包括以下几个方面：(1)80年代末到90年代中期，对不同施工条件下的泡沫压裂液进行了软件模拟，研究泡沫压裂液在施工过程中的流变性能。(2)90年代中期到2003年，对在裂缝壁面内的泡沫流体流动的特性进行了研究，推算出在储层裂缝中，泡沫压裂液的流动方式应该用幂律层流的方程进行描述更加准确。但非交联泡沫压裂液在我国仅限于研究其流动机理，并没有在现场应用。酸性交联CO2泡沫压裂液与有机硼交联N2泡沫压裂液在实际应用中都得到了较好的应用效果。(3)从2003年到2008年前后，对已有CO2泡沫压裂液，N2泡沫压裂液的性能评价和矿场应用有所增加，但同期大量开发了多种泡沫压裂液体系，如自生气泡沫压裂液，低分子醇基泡沫压裂液，低损害抗高温泡沫压裂液，酸性交联泡沫压裂液等，同时开展了相应的机理研究与性能评价以及现场应用，属于泡沫压裂液发展比较快的一段时间。但是对于泡沫压裂液来说，由于其使用的发泡装置、增压设备比较昂贵，大大增加了施工作业的成本，对于深井施工存在的困难也没有解决。因此在我国泡沫压裂液仅作为研究或一部分井施工，并没有进行大范围的推广应用。(4)除了上述主体压裂液进一步性能优化与现场应用外，2007年以后，以SiO2、Al2O3等纳米技术引入到CO2泡沫压裂液中，通过改进泡沫分子的排列结构提高泡沫压裂液的耐温性和减小施工过程中的管柱摩阻，但截至目前，还没有进行矿场应用，这是泡沫压裂液近些年的一条新的技术路线。另一条新的技术路线就是美国Aphrons体系的引入，将我国可循环泡沫与国外Aphrons本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微泡压裂液，其特征在于，所述微泡压裂液按照质量分数由0.2％特级羟丙基胍胶、0.2％有机硼交联剂、0.2％十二烷基硫酸钠SDS、0.3％十二烷基磺基甜菜碱SJT、0.2％十二醇SF-1和水组成；余量为水，水补足至100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种微泡压裂液，其特征在于，所述微泡压裂液按照质量分数由0.2％特级羟丙基胍胶、0.2％有机硼交联剂、0.2％十二烷基硫酸钠SDS、0.3％十二烷基磺基甜菜碱SJT、0.2％十二醇SF-1和水组成；余量为水，水补足至100％。


2.一种如权利要求1所述微泡压裂液的制备方法，其特征在于，所述微泡压裂液制备方法包括：
步骤一，按照质量分数由0.2％特级羟丙基胍胶、0.2％有机硼交联剂、0.2％十二烷基硫酸钠SDS、0.3％十二烷基磺基甜菜碱SJT、0.2％十二醇SF-1分别称取特级羟丙基胍胶、有机硼交联剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺基甜菜碱以及十二醇；
步骤二，在容量瓶中加入自来水，将称取的特级羟丙基瓜胶粉缓慢溶解于容量瓶水中，并搅拌均匀后待其溶胀；
步骤三，依次将称取的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建方，廉静怡，冯章语，初振钰，祁生金，刘秋均，姜杰，黄登铸，唐珊，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11