[发明专利]一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂

说明书

本发明涉及油田化学领域，提供一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂。本发明按重量百分比由下列成分组成：分散稳定剂3‑8%、阴离子表面活性剂15‑20%、聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂5‑15%、无机盐2‑6%、水51‑80%。本发明具有制备工艺简单、使用方便、安全性高的特点，适用于砂煤互层压裂，活性高、分散悬浮效果好，可有效抑制煤粉颗粒聚集，防止煤粉结块，提高煤粉在压裂液中的的悬浮能力，同时改变煤粉表面润湿性，促进压裂液返排，大大提高砂煤薄互储层压裂施工成功率。

技术领域

本发明涉及砂煤互层水力压裂技术领域，具体涉及一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂。

背景技术

砂煤互层存在渗透率低、地应力分布不均匀、地层压力低等特点，储层改造往往需要采取水力压裂施工的方式进行。由于地层构造热演化的复杂性和储层本身特殊的岩石物性，砂煤互层内部存在大量煤粉，在水力压裂过程中，由于支撑剂的打磨和储层应力的变化，部分煤粉会从岩石表面脱落，并在外来流体的作用下随流体运移，因为煤粉本身具有粒径较小、密度较低、表面疏水性强的特性，在运移过程中，极易在支撑剂填充层和储层微裂缝处聚集堵塞，无法返排，进而使得储层的渗透率和裂缝的导流能力下降，降低储层产能，影响改造效果。

CN101693829A提供一种煤层气井压裂用煤粉分散剂及活性水压裂液，主要成分是非离子表面活性剂，有机铵盐和醇，该专利分散剂仅为一种非离子表面活性剂，较为单一，对复杂储层适应性较差，且分散剂无法在煤粉表面形成电荷吸附，分散效果需进一步提高。CN101948684A涉及煤层气井压裂施工用的一种压裂液，它是在常用的活性水压裂液中添加阴离子或非离子聚丙烯酰胺做降阻剂，木质素磺酸盐做煤粉分散剂配制而成。该专利所述的体系需要额外添加降阻剂，且分散剂为木质素磺酸盐，其不能改变煤粉表面润湿性，对煤粉与水分子结合能力影响较小，压裂过程中存在着分散悬浮效果差以及成本较高等问题。

发明内容

本发明的目的是提供活性高、分散悬浮效果好，可改变储层润湿性，并可满足砂煤互层储层增产改造需要的一种用于砂煤互层压裂的煤粉悬浮剂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种煤粉悬浮剂。该煤粉悬浮剂按重量百分比由下列成分组成：分散稳定剂3-8%，阴离子表面活性剂10-20%，聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂5-15%，无机盐2-6%，水51-80%。

根据本发明，该煤粉悬浮剂所述的分散稳定剂为木质素磺酸钠和腐殖酸钠中的任意一种。

根据本发明，该煤粉悬浮剂所述的阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、α-萘磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任意一种。

根据本发明，该煤粉悬浮剂所述的聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂为AEO-9、OP-10、T-80中的一种或几种。

根据本发明，该煤粉悬浮剂所述的无机盐为硫酸钠、氯化钠、氯化钾中的任意一种。

本发明的作用机理是：

分散稳定剂可通过分子间的范德华力，使煤粉较好的分散在溶液中，防止煤粉聚集成块，堵塞地层；阴离子表面活性剂其疏水端可吸附于煤粉表面，在煤粉表面形成正离子层，进而与正离子层产生离子吸附，形成三维水化膜，通过电荷斥力和空间位阻效应，增强煤粉的分散能力和悬浮能力；通过聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂疏水基团与煤粉表面的疏水端产生吸附作用，亲水端朝向水中，从而改变煤粉表面的润湿性，使煤粉容易与水结合；通过无机盐离子减小吸附在煤粉表面的阴离子电荷间的静电排斥作用，使得可吸附的阴离子表面活性剂密度变大，进一步提高煤粉在溶液中的吸附能力和分散能力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明提供的煤粉悬浮剂克服了现有技术的不足，通过分散稳定剂、阴离子表面活性剂和无机盐的协同效应，抑制煤粉聚集成块，改变煤粉表面的润湿性，提高煤粉悬浮能力，分散悬浮效果良好，适用于砂煤互层等复杂岩性储层。