[发明专利]一种气固液三相压裂液体系及其使用方法

说明书

本发明公开了一种气固液三相压裂液体系及其使用方法，涉及油气开发技术领域。本发明公开的压裂液体系，包括以质量份数计的以下组分：水溶性疏水缔合聚合物0.05～2份、支撑剂1～70份、气相0.01～10份、起泡剂0.001～5份、溶剂100份，其中，支撑剂为具有表面疏水性的疏水类支撑剂；所述溶剂为水。本发明还公开了一种压裂液体系的使用方法。本发明提供一种气固液三相压裂液体系，采用气固液三相相互作用力来增加气固液三相压裂液体系对支撑剂的携带能力，得到携砂能力强、对储层伤害小的气固液三相压裂液体系。

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，特别涉及一种气固液三相压裂液体系及其使用方法。

背景技术

压裂是目前低渗透油气藏增产的主要措施。压裂是通过高压泵注前置液使地层形成裂缝，随后泵入携砂液携带支撑剂，如陶粒、石英砂等，对裂缝进行充填，避免裂缝在停泵后在地层应力下闭合，从而形成具有高渗透率能力的裂缝。因此，携砂液对支撑剂颗粒的携带能力一直是研究的关键。

以往的研究多数集中在如何增加压裂液在地下的黏弹性，比如高黏的交联瓜尔胶、交联聚丙烯酰胺类聚合物等，这类技术经过几十年的发展已相当成熟。但这类高黏液往往对目前的低渗透率储层伤害较大，已有大量研究表明，这类压裂液目前已很难适应低渗、超低渗砂岩和页岩的压裂，在实际施工时显示出较差的施工效果。

相反，低黏低伤害的滑溜水压裂被证明更加符合低渗油气藏的压裂改造，并使得页岩油气开发获得了巨大的成功。低黏低伤害的滑溜水更好地保持了地层的渗透率和铺置裂缝的导流能力，保障了气体运移路线的畅通。从而建立起了油气在人工裂缝、天然裂缝和基质孔隙之间畅通的流动网络通道。然而，滑溜水携带支撑剂能力弱，需要很高的泵速和巨大的水量才能将足够的支撑剂带入地层。支撑剂浓度通常仅在30～120kg/m³,泵注速度通常达到甚至超过20m³/min，单井耗水量通常达1～5万方。这种施工方法具有明显的弊端，高泵速需要大量大型泵注设备，使得压裂成本居高不下，高耗水量又对环境和生态造成了巨大的压力，很难持续发展。另一种方式是降低支撑剂密度，使得支撑剂更容易携带，比如制造空心陶粒、低密度树脂支撑剂、膨胀聚合物包裹支撑剂等，但这些方式往往由于成本太高或对地层伤害太高而未得到广泛应用。

以上这些方式，均是单一依靠携砂液黏弹性、单一依靠提升设备能力、或单一降低支撑剂密度的方式来提高压裂液携砂能力，这些方式在应对低渗储层压裂时均有很大弊端。压裂液携砂过程实际上是多相物质相互作用的结果，增加各项物质间的相互作用力，可以提高对支撑剂的携带效率。专利CN201911035692.2《一种压裂支撑剂用空气悬浮剂及其施工方法》通过在支撑剂表面喷涂一种疏水性可吸附捕收剂，研制了一种气悬浮压裂支撑剂；专利CN202011562454.X《一种气囊壳充气悬浮支撑剂及其制备方法》、CN201611170927.5《一种用于滑溜水压裂的气悬浮支撑剂及其制备方法和使用方法》及CN201711418051.6《一种用于滑溜水压裂的泡腾气悬浮支撑剂及其制备方法》均采用了在压裂中引入气体，利用疏水改性支撑剂表面吸附气体的特性，增加了气固两相的分子作用力，通过吸附气体来降低支撑剂整体密度，显示出良好的携砂能力。但是这些发明却忽略了压裂液的重要作用，仅仅通过气固两相耦合，在携带颗粒较大(如20/40目)或密度较大(如陶粒)的支撑剂颗粒时，悬浮性能会减弱甚至无法有效悬浮。

发明内容

本申请的目的在于克服现有技术中压裂液依靠黏度携砂对储层伤害高以及采用气固两相耦合携砂对大颗粒支撑剂悬浮能力较弱的问题，提供一种气固液三相压裂液体系，采用气固液三相相互作用力来增加气固液三相压裂液体系对支撑剂的携带能力，得到携砂能力强、对储层伤害小的气固液三相压裂液体系。

为了实现上述发明目的，本申请提供了以下技术方案：一种气固液三相压裂液体系，包括以质量份数计的以下组分：

其中，支撑剂为具有表面疏水的疏水类支撑剂；所述溶剂为水。