[发明专利]煤层气井压裂用新型活性水压裂液

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气井压裂增产技术领域，是一种压裂液，具体涉及是一种煤层气井压裂施工用的具有防膨、降阻和分散煤粉的新型活性水压裂液。

背景技术

煤层气储层具有低孔、低渗的特征，自然产能低，常常需要采取压裂施工才能获得工业产量，实现经济开采。压裂液是压裂施工过程中的工作液，起到造缝和携带支撑剂进入地层的作用。煤层气井压裂施工常用的压裂液有：活性水压裂液、线性胶压裂液、交联冻胶压裂液(包括粘弹性表面活性剂压裂液)和泡沫压裂液等。由于活性水压裂液具有伤害小、价格低、配制方便等特点，在煤层气井压裂施工中得到广泛使用。常用的活性水压裂液一般由清水、防膨剂(常用氯化钾)和助排剂(通常是表面活性剂的复配物，油田常用助排剂有D-60和HP-8等)按一定比例配制而成，该活性水压裂液在压裂施工时表现出以下缺陷：(1)摩阻高，限制了施工排量，进而限制了施工规模，影响压裂效果；(2)对压裂施工过程中产生的煤粉无分散作用，使得煤粉容易形成团块，堵塞压裂裂缝通道，使得施工泵压波动幅度大，增加施工难度，产生的煤粉在压后排采生产过程中，容易卡泵，增加检泵次数，增加煤层气井的开采成本。

中国专利公开号200910208521.5的专利申请，该发明提供了煤层气井压裂用煤粉分散剂及活性水压裂液。该煤粉分散剂的特征在于：该煤粉分散剂包含以下组分：(1)非离子表面活性剂，(2)有机铵盐，(3)醇，其中，所述非离子表面活性剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚，所述有机铵盐为12-烷基-3-甲基氯化铵，所述醇为乙醇、丙醇、丁醇或戊醇，非离子表面活性剂、有机铵盐、醇的质量比为2∶1∶7。由该煤粉分散剂和防膨剂(如氯化钾)配制而成的活性水压裂液可以分散煤粉，但它没有降阻作用。

本发明的目的在于提供一种新型活性水压裂液体系，即在常用的活性水压裂液的基础上，通过添加降阻剂和煤粉分散剂，提高活性水压裂液的性能，使它具有防膨、降阻和分散煤粉的综合作用，更有利于煤层的压裂改造施工。

发明内容

本发明涉及一种煤层气井压裂用活性水压裂液，它由防膨剂、降阻剂、煤粉分散剂及水配制而成。

本发明活性水压裂液的防膨剂选自但不局限于酸(如盐酸、氨基磺酸、甲酸、乙酸)、盐(氯化钾、氯化铵、三氯化铝、氯化锆)、季铵盐、甲酰胺阳离子表面活性剂、阳离子聚合物等。优选氯化钾。

本发明活性水压裂液的降阻剂选自但不局限于丙烯酰胺、聚丙烯酰胺、腺醛树脂、石膏、水玻璃、炭素粉等。优选聚丙烯酰胺。

本发明活性水压裂液的煤粉分散剂选自但不局限于聚烯烃类(如聚环烯磺酸盐、聚二烯磺酸盐、聚苯丙烯磺酸盐)、聚丙烯酸酯类(如丙烯酸和苯乙烯酸聚合物钠盐、聚丙烯磺酸盐)、木质素磺酸盐等。优选木质素磺酸盐。

具体而言，本发明是由以下技术方案实现的：

本发明的防膨剂选用无机盐氯化钾，降阻剂选用阴离子或非离子聚丙烯酰胺固体粉末或含阴离子或非离子聚丙烯酰胺质量浓度为1％～2％的水溶液，煤粉分散剂选用阴离子表面活性剂——木质素磺酸盐(如木质素磺酸钠)固体粉末或质量浓度为5％～10％木质素磺酸钠水溶液。

因此，本发明涉及一种煤层气井压裂用新型活性水压裂液，由以下各成份按质量百分比配制而成：

防膨剂(氯化钾)：1％～2％；

降阻剂(阴离子或非离子聚丙烯酰胺)：0.02～0.06％(固体粉末)，1％～6％(1％～2％水溶液)；

煤粉分散剂(木质素磺酸盐)：0.01～0.03％(固体粉末)，0.1％～0.6％(5％～10％水溶液)；

水：91.4％～98.97％。

进一步本发明新型活性水压裂液的配制方法采用如下步骤：

(1)防膨剂选用氯化钾，使用比例为1％～2％(为质量百分比，以下的比例均指质量百分比)；降阻剂当选用阴离子或非离子聚丙烯酰胺固体粉末时，其使用比例为0.02％～0.06％，当选用含阴离子或非离子聚丙烯酰胺质量比为1％～2％水溶液时，其使用比例为1％～6％；煤粉分散剂当选用木质素磺酸钠固体粉末时，其使用比例为0.01％～0.03％，当选用质量浓度为5％～10％的木质素磺酸钠水溶液时，其使用比例为0.1％～0.6％；

(2)将防膨剂、煤粉分散剂和降阻剂按比例加入清水中，搅拌15～20min，使其完全溶解，配制成新型活性水压裂液。

本发明的优点：

(1)具有防膨作用，其防膨效果与常用的活性水压裂液相同；

(2)具有降阻作用，其降阻率是常用活性水压裂液的50％～80％；