[发明专利]一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂

说明书

技术领域

本发明属于煤层气井压裂用煤粉悬浮剂领域，尤其是一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂。

背景技术

我国煤层气储层具有低含气饱和度、低渗透率以及低压力的“三低”特性，在煤层气开采及煤层增产改造中，水力压裂是目前最常用也是最有效的技术手段。压裂过程中由于支撑剂打磨及煤层应力变化等原因导致煤粉从煤岩表面脱落，而煤粉由于比重小及较强的憎水性而聚集起来阻塞天然及压裂裂缝，影响裂缝的扩展，并进一步降低了煤层渗透率，影响煤层气的解吸。

据检索，发现如下相关专利文献，CN101693829A提供了一种煤层气井压裂用煤粉分散剂及活性水压裂液，主要成分是非离子表面活性剂，有机铵盐及低碳醇。CN101735794A提供了一种改善煤粉润湿性能的添加剂，主要成分为有机磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、低级脂肪醇和水。CN101948684A涉及煤层气井压裂施工用的一种压裂液，添加阴离子或非离子聚丙烯酰胺做降阻剂，木质素磺酸盐作为煤粉分散剂。通过比较，上述专利与本专利存在较大区别。

非离子及阴离子表面活性剂在阳离子型清洁压裂液或粘弹压裂液中会起到破胶作用，不能配伍使用，而且由于阴离子表面活性剂的吸附，可以使煤润湿性发生反转，强亲水性不利于工作液的反排，对煤层伤害较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂，本悬浮剂对煤粉具有较好的润湿能力，能使煤粉分散悬浮于工作液中的煤粉悬浮剂，能够防止从煤岩表面脱落的煤粉聚集，避免阻塞压裂裂缝前缘，影响裂缝扩展和渗透率，保障煤层气开采和增产改造的成功。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂，组分包括：季铵盐表面活性剂、乙醇胺、低级脂肪醇和水，其重量份数比的范围为：季铵盐表面活性剂∶乙醇胺∶低级脂肪醇∶水＝35～50∶5～20∶10～25∶25～40。

而且，所述季铵盐表面活性剂为单链，结构通式如下：

R＝C₁₂-C₁₈，X＝Cl或Br。

而且，所述季铵盐表面活性剂为双链型，结构通式如下：

s＝2、4、6，R＝C₁₂-C₁₈，X＝Cl或Br。

而且，所述乙醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。

而且，所述低级脂肪醇为乙醇、丙醇或丁醇。

而且，所述煤粉悬浮剂的使用浓度为0.02％～2.0％。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明提供的新型煤粉悬浮剂克服了现有技术的不足，与阳离子型清洁压裂液配伍性好，对煤粉具有高效分散悬浮效果，所用表面活性剂不仅对煤层伤害低，而且有效使用浓度低，本煤粉悬浮剂还可用于活性水压裂液及阳离子型清洁压裂液中。

2、本发明提供的煤粉悬浮剂对煤粉具有较好的润湿能力，能使煤粉分散悬浮于工作液中，能够防止从煤岩表面脱落的煤粉聚集，避免阻塞压裂裂缝前缘，影响裂缝扩展和渗透率，保障煤层气开采和增产改造的成功。

3、本发明不仅对煤粉具有高效分散悬浮效果，还可添加于煤层压裂施工中的前置液、携砂液、顶替液中使用。

4、本发明提供的新型煤粉悬浮剂对煤粉具有良好的分散悬浮作用，煤粉随工作液返排至地面，可有效避免压裂施工中因煤粉聚集造成的造缝失败以及煤层渗透率的降低；悬浮剂各组分对煤层的伤害低，不会造成润湿反转，而且使用浓度低，不仅适用于清水压裂，而且与阳离子型清洁压裂液具有良好的配伍性；同时本悬浮剂制备工艺简单易行，使用方便。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

实施例1：

一种用于煤层压裂的煤粉悬浮剂，组成成分及重量配比如下：

十六烷基三甲基氯化铵∶三乙醇胺∶乙醇∶水＝40∶12∶15∶33。

制备方法：将上述各组分混合均匀即成煤粉悬浮剂原液。

将煤粉悬浮剂原液用水配制成不同浓度的煤粉悬浮剂溶液，煤粉的悬浮率见表1。

表1实施例1中煤粉悬浮率