[发明专利]适用于非常规油气藏开发的抗高温清洁CO2泡沫压裂液

说明书

本发明公开了一种适用于非常规油气藏开发的抗高温清洁CO2泡沫压裂液，该泡沫压裂液气相为二氧化碳，液相为抗高温清洁压裂液，泡沫质量为52～75％；抗高温清洁压裂液由0.3～0.65wt％的稠化剂、0.2～0.5wt％的粘度增效剂、0.2～0.3wt％的pH值调节剂、0～0.2wt％的高温稳定剂、0.01～0.1wt％的破胶剂和水制备而成；稠化剂由丙烯酰胺、乙烯吡咯烷酮、顺丁烯二酸、阴离子功能性单体、引发剂、无机盐等制备而成；粘度增效剂主要是一种阴离子表面活性剂；pH值调节剂主要是一种有机酸。该泡沫压裂液耐温能力可达140℃，携砂性能优良，摩阻低、泡沫稳定性强、残渣含量极低、地层配伍性好、易返排，施工见效快，对非常规油气藏的高效开发和储层保护具有重大意义。

技术领域

本发明涉及油田化学及压裂增产技术领域，特别涉及一种适用于非常规油气藏开发的抗高温清洁CO₂泡沫压裂液。

背景技术

随着国内优质油气藏的不断减少，非常规油气藏的开发越来越成为众多专家和学者研究的重点。非常规油气藏的开发主要包括致密砂岩气藏、页岩气、煤层气等，在此类油气藏的开发中，普遍采用压裂作业进行增产，而目前在压裂作业中面临很多问题，如地层能量低、水锁伤害严重、压裂液返排困难、压裂二次污染严重等，这些问题的存在，导致非常规油气田开发的压裂增产效果不尽人意。

对于解决上述问题，研发高性能、低伤害的压裂液体系已成为近年来非常规油气藏开发研究和发展的重中之重。其中，CO₂泡沫压裂液由于具有携砂能力强、排液迅速彻底和对储层伤害小等优点，特别适合低压、低渗透和水敏性储层，采用CO₂泡沫压裂技术在减少或解决以上提及的难题方面具有突出性优势。CO₂泡沫压裂施工，最早可追溯到80年代初，尝试性地在常压中深井及高温井的储层中进行了二氧化碳泡沫压裂作业，其中的CO₂泡沫压裂液使用线性胶(胍胶)作为液相形成稳定的泡沫。近年来国内外应用比较成功的CO₂泡沫压裂液体系是以胍胶为稠化剂的交联压裂液体系，此类泡沫压裂液能满足高温压裂要求，但压裂液体系破胶后残渣含量高，不易返排，对地层伤害大，并且交联形成的泡沫冻胶摩阻较高，增大了压裂施工的难度。2005年斯伦贝谢公司新推出了VES类清洁CO₂压裂液技术，有效解决了摩阻和残渣伤害问题，但其在低pH值下稳定性差、耐温性能差，并且其高昂成本问题阻碍其推广应用。

因此，国内外目前还没有较为理想的适用于非常规油气藏开发的CO₂泡沫压裂液体系，这大大限制了此类非常规油气藏的开发。

发明内容

针对非常规油气藏开发的难题以及常规胍胶泡沫压裂液、VES泡沫压裂液存在的缺点和不足，本发明结合了清洁压裂液和粘VES压裂液的突出优点，应用超分子结构流体理论，研发相关的添加剂，解决了稠化剂水溶性、抗温、抗盐及与CO₂配伍性等诸多问题，形成一种超分子聚合物抗高温清洁压裂液。将抗高温清洁压裂液与CO₂泡沫压裂液两者结合起来，形成一种抗高温清洁二氧化碳泡沫压裂液。本发明不但能降低甚至消除压裂液残渣，还能很好地发挥CO₂泡沫压裂液的优势，解决非常规油气藏压裂开发中存在的问题，并显著提高压裂增产效果。

本发明的技术方案如下：

一种适用于非常规油气藏开发的抗高温清洁CO₂泡沫压裂液，包括气相的二氧化碳和液相的抗高温清洁，其泡沫质量(在给定温度和压力下，气体体积占泡沫体积百分比)为52～ 75％；

其中，所述的适用于非常规油气藏开发的抗高温清洁CO₂泡沫压裂液由0.3～0.65wt％的稠化剂、0.2～0.5wt％的粘度增效剂、0.2～0.3wt％的pH值调节剂、0～0.2wt％的高温稳定剂、0.01～0.1wt％的破胶剂和水制备而成；