[发明专利]超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配制方法

权利要求书

1.超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配制方法，其特征在于其造缝原理是溶解溶蚀扩大纳米孔缝、超低温过冷冷缩造缝、结冰冷胀造缝。配制的总原则是：配制的SSE水溶液在温度-200℃～-10℃范围内是超低温过冷流体，仍可以自由流动。将SSE水溶液压入地层后进入纳米孔缝，溶解溶蚀纳米孔缝中的充填物、胶结物和部分溶解溶蚀孔缝壁面，沟通扩大纳米孔缝；同时突变型急剧快速降低岩层温度，冷缩岩石迫使岩石超低温非均匀冷缩造缝。停注一段时间，使注入液体与孔缝中的地层水混合，一方面超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE被稀释，浓度降低；另一方面升温，在孔缝中结冰，冷胀造缝。由于岩石矿物成分分布的非均匀性，各种矿物成分冷缩脆性的非均匀性，即使恢复到原始温度，溶解溶蚀扩大纳米孔缝、冷缩造缝、冷胀造缝难以闭合。

2.按照权利要求1所述的配制方法，其特征在于配制的超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的主要性能为溶解溶蚀沟通扩大纳米孔缝、冷缩造缝、冷胀造缝共同造缝。2％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的总目标为：有机氯含量为0；凝固点-200℃～-10℃；闪点100℃～200℃；岩芯驱替降阻率20％～90％；溶解溶蚀粘土矿物(高岭石、钠膨润土、伊利石、绿泥石)、石英、方解石、白云石、长石、砾岩、砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、煤粉、花岗岩等岩石的溶解率大于0.5％；纳米孔缝扩大20％～100％；防膨率70％～150％；残渣量0mg/L～200mg/L；Amott-Harvey润湿指数-0.3～0.5；水敏指数-0.01～-10；酸敏指数-0.01～-10；N-80钢片90℃静态腐蚀速率小于4g/(m²*h)；90℃动态腐蚀速率小于30g/(m²*h)。静态和动态腐蚀速率低于行业标准，施工作业可以不换管柱。只要配制的水满足国家《污水综合排放标准》，配制的SCD满足国家《污水综合排放标准》；只要地层水满足围家《污水综合排放标准》，SCD施工后返排的地层水满足国家《污水综合排放标准》。

3.按照权利要求1-2所述的配制方法，其特征在于超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE配方：0.2％～5％超低温过冷液化剂SSL+0.2％～5％酸基压裂液VCFa或溶解压裂液CFs+0.2％～5％潜在酸CAP+0.2％～5％缓速酸CAr+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。配方成分和用量按照配制超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE的总原则和总目标，随岩性成分、地层温度、地层压力、施工条件变化，具有相对性。

注：相关产品的专利

4.按照权利要求1-3所述的配制方法，其特征在于配制超低温过冷液化剂SSL的基本配料有：第一，符合超低温流动凝固点或熔点(凝固点或熔点-200℃～-10℃)、相对分子质量小于500、易溶于水三个条件的醇、酚、醚、酮、酯、含氮化合物、含硫化合物、多官能团、表面活性剂等有机超低温过冷促进剂；第二，无机凝固点降低剂。由有机超低温过冷促进剂和无机凝固点降低剂制成在-200℃～-10℃范围内超低温过冷液化剂SSL，其水溶液是超低温过冷流体，即在-200℃～-10℃范围内SSL的水溶液具有流动性。

5.按照权利要求1-3所述的配制方法，其特征在于溶解溶蚀扩大纳米孔缝。根据岩石矿物成分、地层温度、地层压力、施工条件，SSE溶液易进入纳米孔缝，溶解溶蚀纳米孔缝中的充填物、胶结物，沟通纳米孔缝；部分溶解溶蚀孔缝壁面，扩大纳米孔缝。

6.按照权利要求1-3所述的配制方法，其特征在于超低温过冷冷缩造缝。根据岩石矿物成分冷缩脆性的非均匀性，超低温非均匀冷缩造缝，造缝难以闭合。

7.按照权利要求1-3所述的配制方法，其特征在于结冰冷胀造缝。超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE进入地层后被稀释，浓度降低，超低温过冷作用逐渐失效；停注后地层温度逐步升温，在孔缝中结冰冷胀造缝。

8.按照权利要求1-2所述的配制方法，其特征在于用1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE+90％～99％水经混砂车、配液车或大排量泵循环20分钟，其水溶液与5％～20％液氮分别经三叉管入口端进入井筒混合，在温度-200℃～1℃范围内在井筒和地层仍可以自由流动，不结冰，使岩石冷缩造缝。

9.按照权利要求1-2所述的配制方法，其特征在于用1％～10％超低温过冷收缩与扩大纳米孔缝压裂液SSE+90％～99％水经混砂车、配液车或大排量泵循环20分钟，其水溶液与10％～30％液态二氧化碳分别经三叉管入口端进入井筒混合，在温度-200℃～1℃范围内在井筒和地层仍可以自由流动，不结冰，使岩石冷缩造缝。