一种二氧化碳泡沫压裂液及其制备方法与流程

本申请涉及油气开采，尤其涉及一种二氧化碳泡沫压裂液及其制备方法。

背景技术：

1、我国石油天然气资源的特点之一是低渗透、油气层分布广，通常采用压裂手段来提高低渗透油藏资源的开采量，传统水基压裂液在使用过程中存在环境、返排液处理以及常规压裂对水的大量需求等问题，从而在一定程度上限制了其发展。

2、泡沫压裂技术是针对低压、低渗油层压裂效果不好，水基压裂液对底层伤害较大、排液困难而研发的一项新的压裂工艺，该技术是在常规水基压裂液的基础上加入起泡剂、二氧化碳气体形成泡沫流体，得到以气体为内相，液体为外相的低伤害压裂体系，此体系相比常规水基压裂液具有粘度大、携砂能力强、返排快、对底层伤害小等优点，逐步得到人们的认可。

3、二氧化碳泡沫压裂液以二氧化碳为气相分散相，二氧化碳是空气中常见的温室气体，常温常压下为无色无味气体，在一定的温度和压力条件下为液体或固体状态，略溶于水，可与水形成碳酸钠，二氧化碳的水溶液呈弱酸性，能够有效减轻地层岩石中黏土矿物的水化膨胀和运移，减小对地层渗透率点的影响；但是，酸性环境同样对稠化剂和交联剂的效果产生不利影响，造成液相黏度的下降，稳定性变差；应用表面性能更强的表面活性剂作为起泡剂是提高二氧化碳泡沫压裂液的一种方式。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种二氧化碳泡沫压裂液，其起泡剂采用阴离子和非离子复配表面活性剂，利用阴离子和非离子表面活性剂间的协同作用达到高表面性能表面活性剂，从而提高二氧化碳泡沫压裂液的稳定性。

2、具体来说，本发明提供了一种二氧化碳泡沫压裂液，所述二氧化碳泡沫压裂液以二氧化碳为气相，以基液为液相；其特征在于，所述二氧化碳泡沫压裂液中泡沫的体积分数为60％～80％；所述基液由以下质量分数的组分组成：

3、起泡剂：0.1％～0.4％；

4、稳泡剂：0.05％～0.08％；

5、稠化剂：0.2％～0.9％；

6、辅助稠化剂：0.02％～0.05％；

7、交联剂：0.2％～0.9％；以及，

8、余量的水；

9、所述起泡剂由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成。

10、可选的，所述起泡剂的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的物质的量之比为：(2～4)：(8～6)。

11、可选的，所述阴离子表面活性剂为烷基磷酸钾、烷基硫酸钠、烷基磺酸钠以及烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

12、可选的，所述阴离子表面活性剂为单十二烷基磷酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠以及十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

13、可选的，所述非离子表面活性剂为非离子聚氧乙烯基醚形表面活性剂。

14、可选的，所述稠化剂由以下质量分数的原料制备而成：

15、丙烯酰胺：：40％～45％；

16、5-乙烯基苯甲酸甲酯：10％～15％；

17、引发剂：0.1％～0.3％；

18、余量为有机溶剂。

19、可选的，所述引发剂采用偶氮二异丁氰。

20、可选的，所述辅助稠化剂为高分子阴离子表面活性剂，所述高分子阴离子表面活性剂包括：聚羧酸盐高分子表面活性剂、聚磺酸盐表面活性剂中一种。

21、可选的，所述交联剂包括有机锆交联剂、氧氯化锆和硫酸铬钾中的一种。

22、本发明还提供一种二氧化碳泡沫压裂液的制造方法，所述二氧化碳泡沫压裂液为上述的二氧化碳泡沫压裂液，包括以下步骤：

23、向水中边搅拌边缓慢加入稠化剂，然后搅拌15～20min；

24、边搅拌边加入辅助稠化剂，后搅拌5～10min；

25、边搅拌边加入起泡剂以及稳泡剂，后搅拌5～10min；

26、加入交联剂，搅拌10～15min；待稳定后得到基液；

27、向所述基液中通入二氧化碳，得到所述二氧化碳泡沫压裂液。

28、相比于现有技术，本发明提供的所述二氧化碳泡沫压裂液，其起泡剂采用阴离子和非离子复配表面活性剂，利用阴离子和非离子表面活性剂间的协同作用达到高表面性能表面活性剂，从而提高二氧化碳泡沫压裂液的稳定性。

技术特征：

1.一种二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述二氧化碳泡沫压裂液以二氧化碳为气相，以基液为液相；其特征在于，所述二氧化碳泡沫压裂液中泡沫的体积分数为60％～80％；所述基液由以下质量分数的组分组成：

2.根据权利要求1所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述起泡剂的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的物质的量之比为：(2～4)：(8～6)。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为烷基磷酸钾、烷基硫酸钠、烷基磺酸钠以及烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为单十二烷基磷酸钾、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠以及十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于所述非离子表面活性剂为非离子聚氧乙烯基醚形表面活性剂。

6.根据权利要求1～5任一项所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述稠化剂由以下质量分数的原料制备而成：

7.根据权利要求6所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述引发剂采用偶氮二异丁氰。

8.根据权利要求6所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述辅助稠化剂为高分子阴离子表面活性剂，所述高分子阴离子表面活性剂包括：聚羧酸盐高分子表面活性剂、聚磺酸盐表面活性剂中一种。

9.根据权利要求6所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，所述交联剂包括有机锆交联剂、氧氯化锆和硫酸铬钾中的一种。

10.一种二氧化碳泡沫压裂液的制造方法，所述二氧化碳泡沫压裂液为权利要求1～9任一项所述的二氧化碳泡沫压裂液，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供一种二氧化碳泡沫压裂液，所述二氧化碳泡沫压裂液以二氧化碳为气相，以基液为液相；其特征在于，所述二氧化碳泡沫压裂液中泡沫的体积分数为60％～80％；所述基液由以下质量分数的组分组成：起泡剂：0.1％～0.4％；稳泡剂：0.05％～0.08％；稠化剂：0.2％～0.9％；辅助稠化剂：0.02％～0.05％；交联剂：0.2％～0.9％；以及，余量的水；所述起泡剂由阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂组成；相比于现有技术，其起泡剂采用阴离子和非离子复配表面活性剂，利用阴离子和非离子表面活性剂间的协同作用达到高表面性能表面活性剂，从而提高二氧化碳泡沫压裂液的稳定性。

技术研发人员：王虎彪,唐旭
受保护的技术使用者：陕西万朗石油工程技术服务有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15