[发明专利]一种用于页岩储层的清洁滑溜水压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其是涉及一种用于页岩储层的清洁滑溜水压裂液及其制备方法。

背景技术

页岩气是潜力非常巨大的非常规天然气资源，引发了石油工业的一场革命。体积压裂作为页岩气储层增产作业的主要方式，通常使用滑溜水进行压裂，施工方式主要是通过大排量注入滑溜水，使地层中的天然裂缝产生剪切滑移，在裂缝的侧面不断形成次生裂缝，进而形成较长的复杂裂缝网络，同时携带低砂比支撑剂，支撑微裂缝。

常用于配制滑溜水的降阻剂包括天然聚合物(胍胶及其衍生物、纤维素衍生物等)和合成聚合物(聚丙烯酰胺、聚氧乙烯、其它合成聚合物)等。其中胍胶及其衍生物作为最早使用的滑溜水减阻剂，它有成本低、盐溶性好的优点，在湍流条件下，胍胶浓度大于0.05％时，它是一种非常好的降阻剂，但是在高排量时，降阻效果下降以及残渣含量极高等缺点限制了它的应用和发展；早期合成的聚丙烯酰胺，其水解聚丙烯酰胺溶液，降阻性能良好优于胍胶，但是抗盐性差、抗剪切稳定性能差；后期丙烯酰胺共聚物，在抗盐和抗温性能都有所提高，其应用得到了更大的推广，但是聚丙烯酰胺以及丙烯酰胺共聚物分子量高，溶解速度慢，现场配置工艺复杂，成本高。

同时体积压裂其施工规模通常较大，如美国Barnett页岩气藏一口水平井约9000m³压裂液；Marcellus页岩气藏约需15000m³；四川长宁-威远国家级页岩示范区直井约需2000m³，水平井约需20000m³。根据我公司在其它区域页岩气大包井作业经验，页岩气气藏单层压裂需压裂液约1500m³。页岩气体积压裂不仅需要大量水资源，压后返排液的处理也成为一个突出的问题，既环保又经济的添加剂的研发是解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于页岩储层的清洁滑溜水压裂液及其制备方法，解决现有技术中的滑溜水压裂液无法重复利用、溶胀时间长的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于页岩储层的清洁滑溜水压裂液，包含如下质量份数的组分：降阻剂0.01-0.5份、高效助排剂0.05-1份、粘土稳定剂0.05-1份和氯化钾0.5-5份。

在本发明的清洁滑溜水压裂液中，包含如下质量份数的组分：降阻剂0.05-0.1份、高效助排剂0.1-0.3份、粘土稳定剂0.1-0.3份和氯化钾1-3份。

在本发明的清洁滑溜水压裂液中，所述降阻剂包含如下质量份数的组分：丙烯酰胺1-30份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸1-30份、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵0.01-1份、二甲基二烯丙基氯化铵0.5-20份和引发剂0.001-0.5份。

在本发明的清洁滑溜水压裂液中，所述降阻剂包含如下质量份数的组分：丙烯酰胺10-15份、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10-15份、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵0.05-0.2份、二甲基二烯丙基氯化铵5-10份和引发剂0.01-0.05份。

在本发明的清洁滑溜水压裂液中，所述引发剂包含过硫酸钾和无水硫酸钠，所述过硫酸钾和无水硫酸钠的质量比为0.1～10，优选地，所述过硫酸钾和无水硫酸钠的质量比为2。

在本发明的清洁滑溜水压裂液中，所述高效助排剂为聚乙二醇全氟己酸酯。

在本发明的清洁滑溜水压裂液中，所述粘土稳定剂为十八烷基二甲基溴化铵。

本发明还提供一种用于页岩储层的清洁滑溜水压裂液的制备方法，包括：将降阻剂、高效助排剂、粘土稳定剂和氯化钾溶于水或返排液中形成清洁滑溜水压裂液。其中，降阻剂的质量份数为0.01-0.5份、高效助排剂的质量份数为0.05-1份、粘土稳定剂的质量份数为0.05-1份和氯化钾的质量份数为0.5-5份。优选地，降阻剂的质量份数为0.05-0.1份、高效助排剂的质量份数为0.1-0.3份、粘土稳定剂的质量份数为0.1-0.3份和氯化钾的质量份数为1-3份。

在本发明的用于页岩储层的清洁滑溜水压裂液的制备方法中，所述降阻剂的制备过程如下：

S1、将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解均匀后，用氢氧化钠调节pH值7-9；

S2、将丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基二甲基十六烷基溴化铵、二甲基二烯丙基氯化铵投入步骤S1形成的溶液中，混合均匀；