多功能泡沫压裂液及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113355080A(43)申请公布日2021.09.07(21)申请号202110618402.8(22)申请日2021.06.03(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人朱静怡杨兆中李小刚谌光熊黄琴郑南鑫易良平(74)专利代理机构成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)51241代理人苟铭(51)Int.Cl.C09K8/70(2006.01)C09K8/74(2006.01)C09K8/592(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称多功能泡沫压裂液及其制备方法(57)摘要本发明提供一种多功能泡沫压裂液及其制备方法，为水溶液，溶剂包括：自生气剂为亚硝酸钠；多功能剂为氯化铵；引发剂为多聚甲醛；起泡剂为十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、双十烷基二甲基溴化铵中一种或多种；稳泡剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱中一种或多种。本发明延缓了强酸性环境对管柱的腐蚀，保证了氢离子的供给，避免出现氢离子在生气条件下不断被消耗；自生气反应剧烈，产生的泡沫多而稳定，可以保证将支撑剂携带入地层深处，而不造成砂堵事故，还会释放大量热量，使得吸附的甲烷解吸，提高泡沫压裂液的增产效率。CN113355080ACN113355080A权利要求书1/1页1.多功能泡沫压裂液，其特征在于，为水溶液，溶剂包括自生气剂、多功能剂、引发剂、起泡剂、稳泡剂；所述的自生气剂为亚硝酸钠；多功能剂为氯化铵；引发剂为多聚甲醛，聚合度n的范围为10到100；起泡剂为十四烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、双十烷基二甲基溴化铵中的一种或多种；稳泡剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱、油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、十六烷基羟丙基磺基甜菜碱中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的多功能泡沫压裂液，其特征在于，所述的自生气剂浓度为2wt％‑10wt％；多功能剂浓度为2wt％‑12wt％；引发剂浓度为0.03wt％‑1wt％；起泡剂浓度为0.05wt％‑0.5wt％；稳泡剂浓度为0.5wt％‑3wt％。3.根据权利要求1或2所述的多功能泡沫压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将多功能剂水溶液与引发剂水溶液在常温下混合，自发配置生成酸性溶液；步骤2：在步骤1中的混合溶液中加入多功能剂和自生气剂；步骤3：再向步骤2中的混合溶液中加入起泡剂、稳泡剂和多功能剂。2CN113355080A说明书1/5页多功能泡沫压裂液及其制备方法技术领域[0001]本发明属于泡沫压裂液技术领域，具体涉及多功能泡沫压裂液及其制备方法。背景技术[0002]泡沫压裂液具有粘度高、携砂强、滤失低、返排迅速等优点，目前已经在页岩气、煤层气、致密气等非常规天然气资源的水力压裂开采中有应用。然而泡沫压裂液本身摩阻高，液柱压力低，限制了其在深层油气水力压裂的应用。针对以上的缺点，目前已经提出了自生泡沫压裂液，借助井底自发产生的气体，使泡沫压裂液在井下和地层中产生，避免泡沫压裂液与井筒管柱的摩擦，减少了地面水力压裂施工泵压(所需要的泵车减少)，减少了压裂施工成本。同时自生泡沫压裂液还避免了供气设备和泡沫制备的使用，减少了水力压裂施工工艺的繁琐程度。[0003]在目前的自生泡沫压裂液中，往往都需要加入酸性的引发剂，加快生气的速率。已有研究表明，自生气溶液体系中酸性越强，产生的气体越快，越容易形成泡沫。然而，若酸性过强，则会腐蚀管柱，引发安全隐患；若酸性过弱，则生气速度变低，泡沫质量减少，难以在井底携带大量的支撑剂，往往形成砂堵。同时，在自生气的产生过程中，会消耗氢离子，酸性会减弱，后期生气效率会减慢，即泡沫产生的效率会降低。[0004]现有的自生泡沫压裂液体系，包括自生气、起泡剂、稳泡剂；[0005]自生气主要以下几种：[0006](1)碳酸钠或碳酸氢钠在酸性条件下生成CO2；[0007](2)过硫酸铵+亚硝酸钠在酸性条件下，生成N2；[0008](3)过硫酸铵+尿素在酸性条件下，生成N2；[0009](4)氯化铵+亚硝酸钠在酸性条件下，生成N2；[0010]起泡剂为表面活性剂，稳泡剂为凝胶、瓜胶、聚合物等。[0011]目前自生泡沫体系产生的关键就是自生气体系的选择，以及起泡剂、稳泡剂的筛选。针对以上三个重要的组成，目前自生泡沫体系存在的问题有：[0012](1)针对自生气体系，以上四种体系皆需要在酸性条件下产生气体，且气体的产生快慢，取决于酸性的强弱。酸性强，则生气快，那么产生的泡沫质量就高，形成的泡沫压裂液就易于携带支撑剂进入地层，但是酸性强也会对管柱造成腐蚀，造成安全隐患。如果酸性弱，