[发明专利]一种陆相页岩气压裂用水基压裂液及其配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陆相页岩气压裂用水基压裂液及其配制方法。

背景技术

页岩气是一种赋存在暗色泥岩、高碳泥岩、页岩及粉砂质岩类夹层中的天然气，储集层岩性致密，渗透率极低，含气饱和度低，无自然产能，需要采用大规模缝网压裂才能获得工业气流，页岩气开发在我国处于探索阶段。

根据美国开发海相页岩气的经验，最初使用水基冻胶压裂液、泡沫压裂液进行大型压裂改造，获得了较好的改造效果，但由于成本高使得最终的经济效益不佳，到1997年已停止实施这类压裂液体系的大型压裂作业；1998年后采用滑溜水（也称减阻水）压裂液进行大型压裂施工取得成功，相比大型冻胶压裂液作业，滑溜水压裂成本下降了30%以上，使得页岩气的开采变得有利可图，到目前为止，滑溜水压裂液已成为美国页岩气开发最常用的压裂液体系。

鄂尔多斯盆地含有丰富的页岩气资源，其中中生界延长组（张家滩页岩、李家畔页岩）是勘探的重点。与美国海相沉积的页岩气储层相比中生界延长组页岩气层属陆相沉积，粘土矿物含量高，主要由伊蒙混层矿物组成，属于强水敏性储层，其次碳酸盐含量相对较少，绿泥石含量高，存在一定酸敏性，不宜采用酸液对储层进行处理；另外孔隙度低、孔隙吼道细小，易造成水锁伤害。因此，在进行压裂增产改造时，不能一味照搬美国页岩气压裂液配方，必须研发出适合鄂尔多斯盆地页岩气储层特征的水基压裂液配方。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种陆相页岩气压裂用水基压裂液及其配制方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

本发明的技术方案为：一种陆相页岩气压裂用水基压裂液，其特征在于：它包括高分子聚合物、粘土稳定剂、助排剂、杀菌剂和水；其中，各组分的质量百分比为：

高分子聚合物               0.02-0.1%

粘土稳定剂                   2-3%

助排剂                      0.3-0.5%

杀菌剂                      0.1-0.3%

余量为水。

所述高分子聚合物为羟丙基胍胶、聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素或羧甲基纤维素中的任意一种；所述粘土稳定剂为小分子的K⁺、Na⁺或NH4⁺的氯化物；所述助排剂为阴离子型表面活性剂、或非离子型表面活性剂、或阴离子型表面活性剂的调配物、或非离子型表面活性剂的调配物，其中，阴离子型表面活性剂为α-烯基磺酸钠、或阴离子氟碳型表面活性剂，非离子型表面活性剂为烷基多苷或非离子氟碳型表面活性剂；所述杀菌剂为新洁尔灭，或过氧化氢，或戊二醛。

所述粘土稳定剂优选氯化钾，其中工业级氯化钾要求K₂O≥62.0%，水不溶物含量≤2.0%；所述高分子聚合物优选阴离子型聚丙烯酰胺或非离子型聚丙烯酰胺；所述助排剂为非离子型表面活性剂的调配物，该非离子型表面活性剂的调配物为可生物降解的烷基多苷及SR18Y氟碳表面活性剂混合液；所述杀菌剂为戊二醛。

所述烷基多苷及SR18Y氟碳表面活性剂混合液由烷基多苷、SR18Y、乙醇以及水组成；其中，各组分的质量百分比为：烷基多苷为5%，SR18Y为4%、乙醇为10%，水为81%。SR18Y氟碳表面活性剂由陕西森瑞石油技术开发有限公司生产。

陆相页岩气压裂用水基压裂液的制备方法，其特征在于：

1）按权利要求1的配方比例量取水；

2）加入0.02-0.1%质量百分比的高分子聚合物，搅拌40分钟；

3）加入2-3%质量百分比的粘土稳定剂，搅拌10-15分钟；依次在搅拌状态下加入0.1-0.3%质量百分比的杀菌剂、0.3-0.5%质量百分比的助排剂，搅拌15分钟充分溶解即可。

本发明所涉及的化学原料市场上均有销售。

本发明的技术效果为：

1、该压裂液摩阻低，是清水摩阻的40%，能够大大降低压裂施工泵压；

2、表界面张力低，助排性能好；

3、粘土稳定能力强，防膨率大于85%；

4、杀菌能力强，夏天放置3天不会产生细菌而导致压裂液变质；

5、与页岩气储层地层水配伍性好，无沉淀或絮凝物产生。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

在实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术和行业标准或公知手段。