[发明专利]一种可在地层中流动的用于高能气体压裂的液体火药

说明书

技术领域

本发明涉及一种火药，特别涉及一种可在地层中流动的用于高能气体压裂的液体火药。

背景技术

高能气体压裂的作用机理为使特殊的火药在目的层燃烧，从而产生大量高温、高压气体，通过控制其燃烧速率以实现对压力加载速率的控制。在高温高压气体的作用下，井眼周围的地层会形成多条呈放射状的径向裂缝，从而清除储层污染物，有效降低表皮系数，进而达到增产增注的目的。

高能气体压裂火药配方一直是确保施工是否成功的关键因素，早期的高能气体压裂一般采用固体火药进行压裂，通常采用硝化棉、射钉枪药和双芳-3火药，但固体火药或固体复合推剂燃烧速度快、峰值压力增加快，燃烧时间短，且容易损坏套管，单井生产成本高，无法实现大幅提高油气井产量、提高采收率的目的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种可在地层中流动的用于高能气体压裂的液体火药，可以注入地层，具有流动性质且不影响其性能，根据优化相关成分配比，确保其能达到优于固体火药的增产效果。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种可在地层中流动的用于高能气体压裂的液体火药，其原料重量比为：硝酸铵：硝酸钾：甘油：水＝(5～6.5):(0～1):(1～2):(2～3)；

其中所述硝酸铵为颗粒状或粉末状白色固体，密度为1.72g/cm³；

其中所述硝酸钾为颗粒状或粉末状白色固体，密度为2.109g/cm³；

所述甘油的纯度不能低于95％；

所述水为等离子水。

本发明的使用条件：将硝酸铵、硝酸钾、甘油和水按上述比例混合，然后搅拌并加热到60～65℃，当溶液中无任何固体颗粒时，进行封存隔绝空气，储存于干燥的环境，液体药密度一般在1.2～1.3g/cm³，液体火药容易结晶，再加热后可以继续使用。

本发明可在地层中流动的高能气体压裂液体火药经过试验和检测，得到如下的性能数据：

(1)安定性：在室温20℃、干燥的环境条件下，本发明会随温度改变慢慢析晶，颜色为淡白色晶体，加热和性能没有改变。

(2)耐温性能：在100～200℃环境下储存2h，无爆炸与燃烧现象发生，药剂外观、颜色及流散性均无明显改变。

(3)压力敏感性能：取一滴液体药，置于加压塞下部，压缩活塞加压。实验的最大压力为250MPa。实验一共20发，其中15发在压力100MPa开始分解冒烟，2发在150MPa开始分解冒烟，其于未分解冒烟。

(4)燃烧时间：在密闭的实验条件下，液体药燃烧时间最长可达2s。

(5)峰值压力：对不同配方进行室内实验，在200ml密闭爆发器中，其中装填密度为0.05～0.2g/ml，压力值达到50～100MPa。

本发明以硝酸铵和硝酸钾做氧化剂，以甘油做可燃剂，以水作为溶剂，通过恒温加热搅拌而成，其可以通过泵车无风险泵入地层中，在地层中点燃能产生大量的气体，压裂时间长所压裂的裂缝长度和宽度得以保证，具有更广泛的生产适应性，其制造工艺简单，成本较低，质量可靠。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步描述：

实施例一

在本实施例中，我们采用下述重量比的各组分：硝酸铵：硝酸钾：甘油：水＝6.2:0:1:2.8，在60℃水域中加热充分融合，将混合所得液体药以0.06g/ml装填密度，装入200ml密闭爆发器中进行试验，压力峰值为50MPa。

实施例二

在本实例中，我们采用下述重量比的各组分：硝酸铵：硝酸钾：甘油：水＝6:0:1:3，在60℃水域中加热充分融合，将混合所得液体药以0.06g/ml装填密度，装入200ml密闭爆发器中进行试验，压力峰值为44MPa。

实施例三

在本实例中，我们采用下述重量比的各组分：硝酸铵：硝酸钾：甘油：水＝6.5:0:1:2.5，在60℃水域中加热充分融合，将混合所得液体药以0.06g/ml装填密度，装入200ml密闭爆发器中进行试验，压力峰值为46MPa。

实施例四

在本实例中，我们采用下述重量比的各组分：硝酸铵：硝酸钾：甘油：水＝6:0:2:2，在60℃水域中加热充分融合，将混合所得液体药以0.06g/ml装填密度，装入200ml密闭爆发器中进行试验，压力峰值为44MPa。

实施例五