[发明专利]一种清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，由以下质量百分比的组分制成：聚合物（稳泡剂）0.3‑0.7%、起泡剂0.03‑0.6%、交联剂0.4‑1.0%、余量为清水。本发明所述的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，携砂能力强，能实现增能补压、促进返排，并大幅降低水敏、水锁及残渣伤害。本发明还提供了所述的二氧化碳泡沫压裂液的制备方法，包括以下步骤：（1）按配比准备原料，将所述聚合物加入装有清水的清水罐中，充分循环30‑60min至无鱼眼；（2）将所述起泡剂加入步骤（1）中所述清水罐中，充分循环30‑60min，配制好基液；（3）施工期间，通过比例泵在线将所述交联剂加入步骤（2）中所述基液中。

技术领域

本发明涉及油田石油天然气增产技术领域，尤其是涉及一种清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液及其制备方法。

背景技术

由于超临界二氧化碳密度近似于液态，粘度近似于气态，同时具有极低的表界面张力和极高的扩散系数，理论上能通过任何大于二氧化碳分子的孔隙。国内外大量研究表明，相对于常规压裂方式，利用超临界二氧化碳干法压裂改造储层有诸多优点：（1）超临界态二氧化碳能大幅降低破岩门限，提高裂缝波及体积，维持裂缝远端导流能力；（2）对于油藏改造可形成混相驱，大幅降低原油粘度，增加原油体积。对于气层改造，二氧化碳对岩层的吸附能力是甲烷的4~16倍，对甲烷有很强的置换和解析作用；（3）二氧化碳对储层无水敏、水锁、残渣污染等伤害；（4）对于低压地层，还能起到增能助排的作用。国外自1960~2000年，超过1200口井采用纯二氧化碳进行压裂，并取得较好的增产效果。国内自1998年开始引进二氧化碳压裂技术，先后在苏里格、吉林、延长等地进行了二氧化碳干法压裂。

然而，二氧化碳干法压裂工艺在国内应用面临一系列技术难题：相应的二氧化碳增稠减阻剂技术在国内尚不成熟，配套的密闭混砂车容量小、造价高。因此，二氧化碳携砂能力差，摩阻高，难以实现连续大规模加砂，无法获得理想的改造效果成为行业痛点。

为适应当前低油价下市场行情，现场施工通常将二氧化碳纯干法和泡沫压裂组合起来，既能利用超临界二氧化碳优越的储层改造优势，又能利用常规设备保证大规模连续加砂，因此研发配套的二氧化碳泡沫压裂液体系势在必行。

但是国内现有的二氧化碳泡沫压裂液体系普遍存在以下几点缺陷：高温地层条件下泡沫质量低（不足60wt%），半衰期短（不足一小时）；流变性能差、施工期间易脱砂；残渣含量高、对储层伤害大；配液期间，易产生大量泡沫导致冒罐，带来相关环保问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种流变性能好，泡沫质量好，对地层伤害小的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，由以下质量百分比的组分制成：聚合物（稳泡剂）0.3-0.7%、起泡剂0.03-0.6%、交联剂0.4-1.0%、余量为清水。

本发明所述的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，其中，所述的聚合物是丙烯酰胺或羧甲基羟丙基胍胶、阴离子单体和阳离子单体共聚所得到的聚合物。

本发明所述的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，其中，所述阴离子单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种；所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、异丁烯和二甲基二烯丙基氯化铵中的一种。

本发明所述的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，其中，所述聚合物由聚丙烯酰胺、甲基丙烯酸和异丁烯聚合获得。

本发明所述的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，其中，所述的起泡剂是丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵中、烯基磺酸钠中的一种或两种。

本发明所述的清洁高性能二氧化碳泡沫压裂液，其中，所述的交联剂是硼砂、三氯化铬、氧氯化锆、硫酸铬钾、有机钛、有机锆、有机硼、四氯化钛中的一种或几种复配而成。