[发明专利]一种混合气体泡沫压裂液体系及其制备

说明书

本发明提供了一种混合气体泡沫压裂液体系及其制备。所述混合气体泡沫压裂液体系包括气相和液相，气液体积比为(2‑5)：1；气相为氮气；以液相总重量为100％计，液相包括如下重量百分比成分：起泡剂0.8‑1.2％、增稠剂0.3‑0.8％、稳泡剂0.8‑1.2％、液态二氧化碳45‑55％、以及余量的模拟地层水。该泡沫压裂液集增能、增粘、发泡及稳泡于一体，充分发挥了二氧化碳和氮气混合的优点。

技术领域

本发明涉及石油开采领域，具体的说，本发明涉及一种混合气体泡沫压裂液体系及其制备。

背景技术

泡沫压裂的使用已有30多年的发展历史。国外60年代开始进行泡沫压裂,70～80年代泡沫压裂技术逐渐成熟,到80年代中期,泡沫压裂工艺技术得到了飞速发展。对于泡沫压裂施工,最初采用氮气泡沫压裂,80年代初开始尝试二氧化碳泡沫压裂技术,常用于常压中深井及高温井的压裂作业。

氮气泡沫压裂液作为造缝和携砂的介质，其性能的改进一直是人们研究的课题。N₂是惰性气体，可以与一切基液(水、盐水、甲醇水溶液、酸液等)配伍；N₂的临界温度低(-147℃)，在地面以气态的形式与基液混合，气体密度较小，因此N₂泡沫压裂液的密度低，静水压头低，适合低压井的压裂作业。氮气泡沫压裂液具有携砂能力强，滤失量小，造缝长且宽，地层损害小，返排效果好，可携带煤粉等特点，同时氮气可使瓦斯分压，利于瓦斯快速解吸和产气量的提高，特别适用于低压力、低渗透和水敏性储层的压裂改造。在低渗透油层压裂改造和煤层气压裂增产中，氮气泡沫压裂工艺在美国应用已经相当普遍，在黑勇士盆地的煤层气开采井中，大多数的施工井都采用氮气泡沫压裂工艺。国内对氮气泡沫压裂液研究较晚，先后在油层压裂改造和煤层气压裂增产中尝试应用，效果不错，为了更好、更有针对性地应用氮气泡沫压裂工艺，从室内实验和工程试验两方面进行了深入的研究。

二氧化碳泡沫压裂液在80年代后应用较多。CO₂能溶于水，显弱酸性，与碱性基液不配伍，但能降低水的界面张力，且形成的弱酸性环境能抑止黏土膨胀。另外，CO₂临界温度高，在地面及井筒均以液态的形式与基液混合，压裂液的密度高，静水压头高，在压裂设备能力允许的范围内，可以应用于低压、常压以及高压井的增产措施中。二氧化碳泡沫压裂液适用温度范围较广，也能满足高温要求,但压裂液体系中要添加起泡剂及杀菌剂等化学添加剂,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由于粘度高,摩阻增大,进一步提高了压裂施工的难度。2005年斯伦贝谢公司新推出了VES类CO₂清洁压裂液技术,VES压裂液有效解决了摩阻和残渣伤害问题,但抗温性能还有待提高,其高昂成本问题阻碍其推广应用。

值得注意的是，目前国内还没有大量使用二氧化碳和氮气混合气体泡沫压裂液，两种气体的混合使用可以发挥各自优点，更加有效地提高泡沫压裂施工的效果，增加储层产能。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种混合气体泡沫压裂液体系；

本发明的另一目的在于提供所述的混合气体泡沫压裂液体系的制备方法。

为达上述目的，一方面，本发明提供了一种混合气体泡沫压裂液体系，其中，所述混合气体泡沫压裂液体系包括气相和液相，气液体积比为(2-5)：1；气相为氮气；以液相总重量为100％计，液相包括如下重量百分比成分：起泡剂0.8-1.2％、增稠剂0.3-0.8％、稳泡剂0.8-1.2％、液态二氧化碳45-55％、以及余量的模拟地层水。

根据本发明一些具体实施方案，其中，所述气液体积比为3：1。

根据本发明一些具体实施方案，其中，液相包括如下重量百分比成分：起泡剂1％、增稠剂0.5％、稳泡剂1％、液态二氧化碳50％、以及余量的模拟地层水。