[发明专利]一种页岩气开采用减氧空气/液态CO有效
| 申请号： | 201910022861.2 | 申请日： | 2019-01-10 |
| 公开（公告）号： | CN109679643B | 公开（公告）日： | 2020-01-21 |
| 发明（设计）人： | 吕其超;周同科;郑嵘;董朝霞;郑海敏;张娟;林梅钦;杨子浩;王婧雪 | 申请（专利权）人： | 中国石油大学(北京) |
| 主分类号： | C09K8/70 | 分类号： | C09K8/70;C09K8/94 |
| 代理公司： | 11245 北京纪凯知识产权代理有限公司 | 代理人： | 王春霞 |
| 地址： | 102249*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 双界面 泡沫压裂液 纳米强化 压裂液体系 页岩气开采 界面层 表面活性剂复配物 水溶性表面活性剂 疏水二氧化硅 饱和蒸气 纳米颗粒 复配物 混合气 结构性 压裂液 助溶剂 耐温 制备 溶解 | ||
1.一种减氧空气-液态CO2双界面层泡沫压裂液，由液态CO 2相、气相和纳米强化剂制成；
所述液态CO2相由气溶性起泡剂复配物溶解于液态CO2中形成；
所述气溶性起泡剂复配物为2-三氟甲烷-3-甲氧基十氟戊烷、3-乙氧基十三氟代己烷、氟代丁烷乙基醚、氟代丁烷甲基醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚中至少两种的复配物；
所述液态CO2相中，所述气溶性起泡剂复配物的初始体积含量为0.2％～2.0％；
所述气相为减氧空气和所述液态CO2的饱和蒸气的混合气；
所述纳米强化剂为疏水二氧化硅纳米颗粒、颗粒助溶剂、水溶性表面活性剂复配物的水溶液；
所述疏水二氧化硅纳米颗粒为由硅烷醇基团改性的二氧化硅纳米颗粒，所述硅烷醇基团的密度为0.3～0.5个/nm2，对蒸馏水润湿角为107°～125°，粒径为10～40nm；
所述颗粒助溶剂为乙醇、乙二醇或异丙醇；
所述水溶性表面活性剂复配物为琥珀酸二(2-乙基己酯)磺酸钠和α-磺基脂肪酸甲酯钠盐的复配物。
2.根据权利要求1所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述泡沫压裂液的泡沫质量为40％～90％。
3.根据权利要求1或2所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述减氧空气中氧气的体积含量≤5％；
所述气相中，所述减氧空气的气体分压为所述液态CO2的饱和蒸气分压的1倍以上。
4.根据权利要求1或2所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述纳米强化剂的质量百分比组成如下：
疏水二氧化硅纳米颗粒0.4％～2.0％；
颗粒助溶剂0.1％～0.5％；
水溶性表面活性剂复配物0.1％～0.6％；
余量的水。
5.根据权利要求3所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述纳米强化剂的质量百分比组成如下：
疏水二氧化硅纳米颗粒0.4％～2.0％；
颗粒助溶剂0.1％～0.5％；
水溶性表面活性剂复配物0.1％～0.6％；
余量的水。
6.根据权利要求1或2所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述泡沫压裂液中，所述纳米强化剂的体积含量≤9％。
7.根据权利要求3所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述泡沫压裂液中，所述纳米强化剂的体积含量≤9％。
8.根据权利要求4所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述泡沫压裂液中，所述纳米强化剂的体积含量≤9％。
9.根据权利要求5所述的泡沫压裂液，其特征在于：所述泡沫压裂液中，所述纳米强化剂的体积含量≤9％。
10.权利要求1-9中任一项所述泡沫压裂液的制备方法，包括如下步骤：
1)配制所述疏水二氧化硅纳米颗粒、所述颗粒助溶剂和所述水溶性表面活性剂复配物的水溶液，即为所述纳米强化剂；
2)将所述纳米强化剂注入至高压搅拌釜中，然后注入所述减氧空气至预定压力；
3)采用增压泵将CO2气体注入至所述高压搅拌釜中，同时注入所述气溶性起泡剂复配物，经搅拌即得到所述泡沫压裂液。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：所述预定压力为7～50MPa；
采用Waring Blender方法进行搅拌，所述搅拌的速度为3000～5000转/min，时间为3～8min。
12.权利要求1-9中任一项所述泡沫压裂液在页岩气开采中的应用。
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