[发明专利]一种煤层气用淡水基压裂转向液增粘剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤层气用淡水基压裂转向液用压裂转向液处理剂，特别是指一种适用于小于等于120℃的温度环境中的煤层气用淡水基低温压裂转向液用压裂转向液处理剂。

背景技术

当前油田、气田压裂转向主要通过使用暂堵剂实现，主要包括惰性物质、油溶性暂堵剂、水溶性暂堵剂和酸溶性暂堵剂等。

目前，多数油田、气田都采用暂堵技术提高地层大裂缝承压能力或者封堵首次压裂产生的裂缝，完成对油井、气井的重复压裂、转向压裂。转向技术主要包括转向材料和转向机理。

当前压裂转向主要是通过暂堵剂实现，包括严锦根等研制的一种水溶性暂堵剂YJDII，主要成分为无机盐类和有机酸类；胡永全等提出堵老缝、压新缝的重复压裂技术，开发了一种老裂缝堵剂XNCQ-PG；杨宝泉研发出暂堵剂ZD-1，该暂堵剂为浅黄色颗粒，粒径为2～4mm，密度0.9～1.1g/cm³，24h的水溶率达98%以上，24h酸溶率小于1%，抗压强度为20MPa以上；王清刚等研制的一种高强度水溶性暂堵剂，由水溶性胶、水溶性植物胶、水溶性改性有机物和密度调节剂合成，暂堵剂为不规则颗粒。但这些材料中，有的材料大小和形状与地层漏失通道大小和形状不匹配，控制漏失效果不理想；有的材料在高温作用下强度低、承压能力差；有的材料无法在正常作业的同时，防止漏失和遇到漏失层后自行堵漏；转向液大多是颗粒固体转向，而且都是油层方面的研究，没有用于煤层气储层的转向剂。固体颗粒封堵大漏失通道，压裂液无法深入高渗透层，缝内压力升高，迫使天然裂缝开启，促使裂缝转向。

为改善封堵转向效果，研究人员从刚性材料入手，研究了材料大小与漏失通道大小的匹配问题，先后提出了1/3架桥规则、2/3架桥规则、孔喉网络模型、理想充填理论、D₉₀充填规则、屏蔽暂堵分形理论，以及固相颗粒多组分滤失模型等，以期能计算出大小合适的封堵材料，全面封堵地层漏失通道。然而，由于地下储层孔隙大小、分布很不均匀，无法利用理论计算的材料大小封堵地层。同时，地下漏失通道的形状很不规则，用形状较规则的材料封堵形状不规则的漏失通道，效果肯定不尽人意。因此，上述研究理论有的仅在一定程度上解决了漏失问题，有的仅仅停留在理论层次上。在压裂过程中，对于地层中原有的裂缝或者是压裂过的裂缝进行封堵，将原有的裂缝、缝洞堵住，由于绒囊在封堵时具有很高的承压能力，所以压裂液就不能往原来的裂缝中走，只能转向走向其他方向没有裂缝的地方，那么就会压裂出新的裂缝，从而达到转向压裂的目的。

绒囊，是由聚合物和表面活性剂自然形成的可变形材料，粒径15-150μm，60μm居多；壁厚3-10μm。可根据井下条件，改变性能和形状能够暂堵原有裂缝。高温和低压下膨胀有很强的封堵能力及抗压能力。

在绒囊压裂转向液时，增粘剂能够提高转向液粘度，从而满足现场压裂转向需求。

研发新的绒囊压裂转向液增粘剂，能在绒囊压裂转向液体系中有效提高粘度，并提高绒囊压裂转向液盐污染的能力，对于绒囊压裂转向液的研发与应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对绒囊压裂转向液体系特点，研究提供一种煤层气用淡水基压裂转向液用增粘剂，提高压裂转向液粘度，调节工作液密度，同时达到具有抗盐、钙污染效果，并适用于小于等于120℃的温度环境。

本发明的另一目的在于提供所述的煤层气用淡水基压裂转向液用增粘剂在用于制备绒囊转向液中的应用。

本发明提供了一种煤层气用淡水基压裂转向液用增粘剂，该煤层气用淡水基压裂转向液用增粘剂聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶等两种物质配制而成。

根据本发明的优选具体实施方案。本发明的淡水基压裂转向液用增粘剂中，所述聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶的质量比为1：19。

本发明中，所述聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶均可商购获得，可选用普通工业产品。

本发明的煤层气用淡水基压裂转向液用增粘剂，其pH值7.0～9.0，密度0.95～1.02g/cm³，粘度（六速旋转粘度计600转是测定）11-33mPa·s。

本发明的煤层气用淡水基压裂转向液用增粘剂是针对煤层气用淡水基压裂转向液体系特点而专门设计，主要用于在煤层气用淡水基压裂转向液体系提高基液粘度。该增粘剂能够提高基液粘度，提高体系粘度，并且观察不出现混浊和沉淀现象。本发明的该增粘剂与现有技术中其它具有类似作用的处理剂相比，具有粘度稳定、清洁的特点。并且，本发明的该压裂转向液无毒、无害，为环境可接受型处理剂。