[发明专利]一种适合非常规储层压裂用无水压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种适合非常规储层压裂用无水压裂液及其制备方法。

背景技术

进入20世纪90年代，国外页岩气开发迅猛发展，技术逐步成熟。据统计全球页岩气资源量为456.24×10¹²m³，其中美国的页岩气资源量达到14×10¹²～20×10¹²m³，页岩气的勘探开发使美国天然气储量增加了40％。2010年页岩气产量超过了天然气总产量的15％，非常规页岩气已经成为美国的主力气源之一。

页岩气开采的核心技术是水力压裂，在美国超过一半的天然气都是通过压裂获得，开发使用的压裂液体系包括滑溜水压裂液和复合压裂液体系。由于非常规页岩气储集层物性较差，渗透率和孔隙度较低，常规压裂液容易造成水相圈闭伤害；另外，这种“万方液千方砂”式的大型压裂产生大量的返排液，处置不当会造成地表水的污染等问题，因此页岩气的开采在多个国家受到质疑。这也是目前页岩气储层水力压裂和开发面临的诸多亟待解决的问题之一。LPG压裂液的出现极大地缓解了压裂液对环境和水资源的压力。LPG压裂液是利用挥发性液化石油气取代水的一种新型压裂液体系，该压裂液的流变性、摩阻性、抗滤失性以及在支撑剂运移方面与传统的压裂液体系相似，很大程度上避免了传统压裂液的弊端，大大的提高了开采效率。

我国陆域页岩气地质资源为134.42万亿立方米，开发经济价值巨大。页岩气资源开发在我国刚刚起步，经验不足，技术匮乏，这些因素制约着中国页岩气的发展。我国页岩层属于陆相沉积，这种岩层主要以粘土矿物伊蒙石为主，压裂时极易产生粘土膨胀，严重影响页岩气开发效果。

候向前等报道了非常规储集层低碳烃无水压裂液，主要介绍了一种无水压裂液交联剂。这种交联剂可以使煤油、正己烷和正辛烷形成LPG压裂液，该技术采用两步法成胶，速度慢，施工工艺复杂，压裂液耐高温性能差。在90℃时压裂液粘度为41.38mPa·s。

申请号为201310359226.6公开了一种丁烷基压裂液及其制备方法，它以丁烷为基液，主要采用低碳醇合成的二烷基磷酸酯增稠剂，采用偏铝酸钠做交联剂。这种方法制备的压裂液在70℃时粘度只有50mPa·s左右，采用两步成胶法制备压裂液，制备工艺复杂，成胶速度慢，耐温能力差，满足不了页岩气井压裂施工对压裂液的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种适合非常规储层压裂用无水压裂液。该无水压裂液采用一步法成胶且成胶速度可控，可满足130℃以下页岩层的压裂改造，该压裂液无需破胶剂，在地层温度和压力下，压裂液气化通过井管排出地面后可再回收利用，无废液外排和污染，具有环保等优点。压裂液在170s^-1，130℃下压裂液粘度≥90mPa·s；在110℃，170s^-1下连续剪切60min后压裂液粘度＞300mPa·s，同时压裂液具有剪切变稀的特性，压裂液对岩心伤害平均为4.94％。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种适合非常规储层压裂用无水压裂液，其特征在于，由以下质量百分比的原料制成：胶凝剂1.0％～2.0％，胶束促进剂2.0％～4.0％，温度稳定剂0.1％～0.5％，余量为烷基烃类；所述温度稳定剂为氨基磺酸或十二烷基苯磺酸，烷基烃类为丙烷、丁烷和戊烷中的一种或几种；所述胶凝剂为二烷基磷酸酯铁，二烷基磷酸酯铁中的混合醇包括低碳链烷基醇、中长碳链烷基醇和长碳链烷基醇，混合醇中低碳链烷基醇的质量百分含量为25％～40％，中长碳链烷基醇的质量百分含量为40％～70％，长碳链烷基醇的质量百分含量为5％～20％，所述低碳链烷基醇为C₁-C₄烷基醇中的一种或几种，中长碳链烷基醇为C₆-C₁₀烷基醇中的一种或几种，长碳链烷基醇为C₁₂-C₁₆烷基醇中的一种或几种；所述胶束促进剂为含三价金属离子的有机络合物，其中三价金属离子为三价铝离子或三价铁离子，含三价金属离子的有机络合物为三价金属离子的无机盐与油酸三乙醇胺反应的反应产物和乙二醇单丁醚的混合物，胶束促进剂中乙二醇单丁醚的质量百分含量为8％～15％。

上述的一种适合非常规储层压裂用无水压裂液，由以下质量百分比的原料制成：胶凝剂1.0％～1.5％，胶束促进剂2.5％～3.5％，温度稳定剂0.1％～0.3％，余量为烷基烃类。