[发明专利]一种适用于低压贫含水煤层气井的氮气泡沫压裂液体系

说明书

本发明涉及一种适用于低压贫含水煤层气井的氮气泡沫压裂液体系，由包括如下百分比的原料配制而成：防膨剂1.0％～2.0％、发泡剂0.2％～0.5％、水97.5％～98.8％。本发明的压裂液体系泡沫体积均在400～480ml，泡沫半衰期均在2500～4000s，且这种压裂液体系不含大分子聚合物、返排快、用液量少、伤害低、配方简单、成本低，同时氮气压裂的过程可以降低甲烷分压，利于煤层气快速解吸、提高产量。

技术领域

本发明属于非常规天然气开发领域，涉及一种氮气泡沫压裂液体系，具体涉及一种适合低压贫含水煤层气井的氮气泡沫压裂液体系。

背景技术

煤层气成藏机理复杂，储层基质具有明显的低孔、低渗、低含气饱和度的特点；杨氏模量小、泊松比大，易产生变形；煤层节理、微裂缝发育；煤层的吸附能力强，极易受到伤害。煤层的这些特点使煤层极容易吸附外来流体，引起煤层空隙的堵塞和基质的膨胀，从而影响煤层气的产量。

目前煤层气压裂使用最广泛的活性水压裂液由于粘度低，携砂困难，需大液量大排量施工。大量流体进入煤层，尤其是低压贫含水煤层，会导致返排率低、堵塞微裂缝和空隙吼道，对煤层产生极大的伤害。泡沫压裂液以其失水小、携砂能力强、返排能力足的特点，在煤层气井压裂中有很好的应用前景。

常规泡沫压裂液中为提高稳泡时间，加入大分子稳泡剂，对煤层产生极大的吸附伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合低压贫含水煤层气井的氮气泡沫压裂液体系，对于低压贫含水煤层气井压裂，常规水基压裂液返排率低，易造成水锁、堵塞吼道，导致渗透率降低，针对这一问题，本发明提供一种新型的氮气泡沫压裂液体系。该氮气泡沫压裂液不含大分子聚合物、返排快、用液量少、伤害低。

具体的，由包括如下百分比的原料配制而成：防膨剂1.0％～2.0％、发泡剂0.2％～0.5％、水97.5％～98.8％。

优选的，所述的发泡剂为非离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂和离子型表面活性剂相比，乳化能力更高，具有更优异的润湿功能。

优选的，所述发泡剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-10、烷基多糖苷APG、烷基葡萄糖酰胺APA、吐温-60、十六醇的一种或者几种的组合。非离子型表面活性剂为为小分子表面活性剂，其在使用的过程中存在问题是泡沫的稳定性较低，因此现有技术中在使用这种类型的表面活性性的过程中需进行大量的添加，通常为1～1.5％。而本申请人发现，选择上述非离子型表面活性剂的情况下，仅添加少量的表面活性剂，0.2～0.5％，所得的泡沫即具有较好的稳定性，可大大地减少生产成本。

优选的，其特征在于，所述发泡剂为辛基酚聚氧乙烯醚OP-10、烷基多糖苷APG和十六醇的混合物，或烷基葡萄糖酰胺APA、吐温-60和十六醇的混合物。上述两种组合的表面活性剂起泡性和泡沫稳定性指标更理想。

优选的，所述辛基酚聚氧乙烯醚OP-10、烷基多糖苷APG、十六醇的质量比为1.0:1.0～1.5:0.7～1.2；或所述烷基葡萄糖酰胺APA、吐温-60、十六醇的质量比为1.0:1.5～2.0:0.7～1.2。

优选的所述的水的PH值6.5～7.5，水质清洁，机械杂质＜1‰，固体颗粒粒径≤50μm。

优选的，所述的防膨剂为氯化钾、氯化铵、有机季铵盐型化合物中的一种或者几种的组合。

优选的，所述有机季铵盐型化合物为四甲基氯化铵或氯化胆碱。

作为优选的方案，本发明的压裂液由如下重量份的原料组成，