[发明专利]一种泡沫压裂液对储层的伤害性测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫压裂液对储层的伤害性测试方法。 

背景技术

煤层气是赋存于煤层及其围岩之中的一种自生自储式非常规天然气。它是一种新型的洁净能源和优质化工原料，是我国在21世纪的重要接替能源之一。开发利用煤层气，对缓解常规油气供应紧张状况、改善煤矿安全生产条件、实施国民经济可持续发展战略、保护大气环境等多方面均具有十分重要的意义。 

(1)发展煤层气工业，是国家能源安全的需要 

随着国民经济的快速增长，对能源的需求量日益增大，国内能源短缺的形势也越来越紧迫。作为能源主要支柱的石油的供给已难以满足国民经济的飞速发展。我国目前原油年增长率只有1.7％，与为适应国民经济增长速度所需的4％-5％能源增长率相差甚远。2000、2001两年原油纯进口量均超过6000万吨。这种局面直接威胁到了我国的能源安全。改变这一局面的重要途径就是根据我国实际地质条件和资源环境，充分开发和利用国内其它资源，来减轻原油供给的压力。 

煤层气是一种洁净而经济的资源，在美国、加拿大、澳大利亚、英国、俄罗斯等许多国家已给予了充分的重视，其中美国已在多个盆地投入大规模的开发，2001年煤层气产量已达400多亿立方米，约为我国同期天然气产量的1.3倍。 

我国具有丰富的煤层气资源。根据多方估算，煤层气资源总量为25-35万亿立方米，新一轮全国煤层气资源预测结果，我国煤层气资源量为31万亿立方 米，居世界第二位，与我国陆上常规天然气资源量(30万亿立方米)相当。 

目前我国已探明煤层气储量为754亿立方米，控制储量3000多亿立方米。因此，煤层气是除常规天然气以外，资源量最大、最为现实的洁净能源，勘探开发煤层气是国家能源可持续发展战略最为现实的选择。 

(2)加快利用煤层气可补充常规天然气长远资源量的不足 

利用常规天然气补充石油资源的不足已成为共识。由于天然气管道和下游市场制约了天然气开发和利用的速度，造成了当前天然气后备资源充足的假象，随着国民经济的快速发展和天然气工业上、下游配套建设的迅速扩大，对天然气的需求量将有一个大的飞跃，将会出现常规天然气供不应求、后备资源不足的局面。据测算，2020年天然气需求量达到1800-2000亿立方米，但天然气产量仅为1200-1300亿立方米，而且缺口还会逐渐拉大。因此，开发和利用丰富的煤层气资源，是补充我国常规天然气长远资源不足的重要举措，也是天然气工业发展由常规向非常规发展的必然趋势。 

(3)开发中国东部地区煤层气，将会减轻经济发达地区能源短缺的压力。 

从我国地质条件和勘探成果分析，常规天然气资源主要分布在中西部地区。据统计，66％的天然气资源、75％的探明储量、53％的天然气产量分布于中西部地区，西气东输要依赖于长输管线才能将西部天然气资源输送至东部经济发达地区。而中国东部煤层气资源非常丰富，75％的煤层气资源分布于中东部地区，这些经济发达和较发达地区煤层气就近开发利用，不受输气管线的限制。因此充分开发利用东部煤层气资源能减缓东部能源短缺的压力。 

煤炭开采过程中向大气释放的甲烷以及煤炭燃烧释放出来的二氧化碳是大气温室气体的重要来源，我国每年由于采煤向大气释放的煤层甲烷量高达60亿立方米，占全球这种重要温室气体同样来源的46％。加快煤层气的开发利用可 以减少甲烷气体向大气的排放，有效地改善我们赖于生存的环境。 

煤层气井储层中常存在粘土，由于其组成不同，当外来液体侵入时，会发生粘土的运移或膨胀，使得煤层储层的渗透率明显下降。粘土稳定剂是利用粘土表面化学离子交换的特点，通过改变结合离子而改变其理化性质，或破坏其离子交换能力，或破坏双电层离子之间的斥力，达到防止粘土水合膨胀或分散运移的效果。其中，常用的无机盐粘土稳定剂的作用机理如下： 

①离子的电价效应。粘土矿物的离子交换受质量作用定律及离子价的支配。 

同类型的粘土在环境条件相同时，离子的价数越高，则吸引力越强，与粘土结合后不易离子化，微粒之间相互排斥力弱，使粘土矿物的粒子不易分散。 

②离子浓度效应。同种粘土矿物在不同浓度的盐水溶液中吸收膨胀程度各不相同。 

③离子大小的几何效应。离子大小与粘土构造的适应性也是影响离子吸附牢固程度的重要因素之一。 

④润湿效应。表面活性剂吸附在粘土微粒表面的离子交换点上，形成涂膜， 

试水润湿性的粘土的吸附力很强，可阻止其它离子的交换作用，从而起到稳定粘土的作用。