[发明专利]粘弹性流体及其制备方法和处理地下地层的方法

说明书

技术领域

本申请涉及粘弹性流体，特别是基于粘弹性表面活性剂的流体，更具体地是基于粘弹性表面活性剂体系的泡沫压裂液。本申请还涉及制备该粘弹性流体的方法，以及使用该粘弹性流体压裂地下地层的方法。

背景技术

在国内外的油气田生产中，广泛应用了水力压裂技术，来实现增产、加快油气田开发速度等作用。在水力压裂中，使用了泡沫压裂液。泡沫压裂液是表面活性剂和气体的混合非均相体系，具有携砂能力强，低滤失的特点，在油气增产措施中取得了很好的运用效果。目前油气田使用的泡沫压裂液主要是以表面活性剂为发泡剂，以交联聚合物为稳泡剂，由于交联聚合物破胶不彻底，对地层形成堵塞作用，对地层的伤害较大。

发明内容

粘弹性表面活性剂由于分子间缔合，而形成蠕虫状胶束并相互缠绕形成凝胶型溶液。因此粘弹性表面活性剂体系具有携砂能力强，剪切恢复好等优势，特别是施工完后能在油气及大量水的冲刷下破胶彻底，对地层伤害小。

本申请通过使用粘弹性表面活性剂体系作为压裂液的基液，与气体混合形成了泡沫压裂液。

因此，本申请提供如下技术方案：

技术方案1.一种粘弹性流体，包括：粘弹性表面活性剂体系和气体。

2.技术方案1的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂体系包括水和选自以下表面活性剂中的一种或多种表面活性剂：

具有下式(I)的季铵盐：

其中R₁和R₂可以相同或不同，并独立地选自具有8-24个碳原子的直链或支链烷基、芳基、烷氧基、烷基芳基和芳基烷基；X^-为抗衡阴离子，并选自Cl^-、Br^-和I^-；n₁和n₂可以相同或不同，并且为1～12的整数；

具有下式(II)的季铵盐：

其中R₁和R₂以及X^-如式(I)所定义，n为1～12的整数；

具有下式(III)的季铵盐：

其中R₁、R₂以及X^-如式(I)所定义；

具有下式(IV)的季铵盐：

其中R₁、R₂以及X^-如式(I)所定义，n₃为1～12的整数，n₄为1～12的整数。

3.技术方案2的粘弹性流体，其中R₁和R₂各自独立地选自十二烷基至二十四烷基，优选为十四烷基至二十二烷基，最优选为十六烷基至二十二烷基。

4.技术方案2或3的粘弹性流体，其中n₁和n₂相同，并且为1～6的整数，优选为2-4的整数，更优选为3-4的整数；其中n为1～6的整数，优选为2-4的整数；n₃和n₄相同，并且为1～6的整数，优选为1-4的整数，更优选为1-2的整数。

5.技术方案2至4任一项的粘弹性流体，其中R₁和R₂相同，且为正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基或正二十二烷基；n₁和n₂相同，且为3或4的整数；n为2或4的整数；n₃和n₄相同，并且为1。

6.技术方案2至5任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂体系还包含有机盐，所述有机盐为选自以下酸的钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种：水杨酸、萘磺酸、二萘磺酸、苯磺酸、苯甲酸和邻苯二甲酸。

7.技术方案6的粘弹性流体，其中所述有机盐选自水杨酸钠、萘磺酸钠、二萘磺酸钠、苯磺酸钠、苯甲酸钠和邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种。

8.前述技术方案任一项的粘弹性流体，其中所述气体为惰性气体。

9.技术方案8的粘弹性流体，其中所述惰性气体选自氮气、二氧化碳、氦气、氩气及其组合。

10.技术方案8或9的粘弹性流体，其中所述气体的量为所述粘弹性流体总体积的40-80体积％。

11.技术方案10的粘弹性流体，其中所述气体的量为所述粘弹性流体总体积的50-70体积％。