CN102676149A - 粘弹性流体及其制备方法和处理地下地层的方法 - Google Patents

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CN102676149A CN2011100633871A CN201110063387A CN102676149A CN 102676149 A CN102676149 A CN 102676149A CN 2011100633871 A CN2011100633871 A CN 2011100633871A CN 201110063387 A CN201110063387 A CN 201110063387A CN 102676149 A CN102676149 A CN 102676149A
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Abstract

本申请提供一种粘弹性流体，包括：粘弹性表面活性剂体系和气体。本申请的粘弹性流体还可以包括支撑剂。本申请提供了制备该粘弹性流体的方法。本申请还提供一种压裂地下地层的方法，该方法包括将本申请的粘弹性流体经由井筒泵送到该地下地层中。

Description

粘弹性流体及其制备方法和处理地下地层的方法
技术领域
本申请涉及粘弹性流体，特别是基于粘弹性表面活性剂的流体，更具体地是基于粘弹性表面活性剂体系的泡沫压裂液。本申请还涉及制备该粘弹性流体的方法，以及使用该粘弹性流体压裂地下地层的方法。
背景技术
在国内外的油气田生产中，广泛应用了水力压裂技术，来实现增产、加快油气田开发速度等作用。在水力压裂中，使用了泡沫压裂液。泡沫压裂液是表面活性剂和气体的混合非均相体系，具有携砂能力强，低滤失的特点，在油气增产措施中取得了很好的运用效果。目前油气田使用的泡沫压裂液主要是以表面活性剂为发泡剂，以交联聚合物为稳泡剂，由于交联聚合物破胶不彻底，对地层形成堵塞作用，对地层的伤害较大。
发明内容
粘弹性表面活性剂由于分子间缔合，而形成蠕虫状胶束并相互缠绕形成凝胶型溶液。因此粘弹性表面活性剂体系具有携砂能力强，剪切恢复好等优势，特别是施工完后能在油气及大量水的冲刷下破胶彻底，对地层伤害小。
本申请通过使用粘弹性表面活性剂体系作为压裂液的基液，与气体混合形成了泡沫压裂液。
因此，本申请提供如下技术方案：
技术方案1.一种粘弹性流体，包括：粘弹性表面活性剂体系和气体。
2.技术方案1的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂体系包括水和选自以下表面活性剂中的一种或多种表面活性剂：
具有下式(I)的季铵盐：
Figure BDA0000050555240000021
其中R1和R2可以相同或不同，并独立地选自具有8-24个碳原子的直链或支链烷基、芳基、烷氧基、烷基芳基和芳基烷基；X-为抗衡阴离子，并选自Cl-、Br-和I-；n1和n2可以相同或不同，并且为1～12的整数；
具有下式(II)的季铵盐：
其中R1和R2以及X-如式(I)所定义，n为1～12的整数；
具有下式(III)的季铵盐：
Figure BDA0000050555240000023
其中R1、R2以及X-如式(I)所定义；
具有下式(IV)的季铵盐：
Figure BDA0000050555240000024
其中R1、R2以及X-如式(I)所定义，n3为1～12的整数，n4为1～12的整数。
3.技术方案2的粘弹性流体，其中R1和R2各自独立地选自十二烷基至二十四烷基，优选为十四烷基至二十二烷基，最优选为十六烷基至二十二烷基。
4.技术方案2或3的粘弹性流体，其中n1和n2相同，并且为1～6的整数，优选为2-4的整数，更优选为3-4的整数；其中n为1～6的整数，优选为2-4的整数；n3和n4相同，并且为1～6的整数，优选为1-4的整数，更优选为1-2的整数。
5.技术方案2至4任一项的粘弹性流体，其中R1和R2相同，且为正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基或正二十二烷基；n1和n2相同，且为3或4的整数；n为2或4的整数；n3和n4相同，并且为1。
6.技术方案2至5任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂体系还包含有机盐，所述有机盐为选自以下酸的钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种：水杨酸、萘磺酸、二萘磺酸、苯磺酸、苯甲酸和邻苯二甲酸。
7.技术方案6的粘弹性流体，其中所述有机盐选自水杨酸钠、萘磺酸钠、二萘磺酸钠、苯磺酸钠、苯甲酸钠和邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种。
8.前述技术方案任一项的粘弹性流体，其中所述气体为惰性气体。
9.技术方案8的粘弹性流体，其中所述惰性气体选自氮气、二氧化碳、氦气、氩气及其组合。
10.技术方案8或9的粘弹性流体，其中所述气体的量为所述粘弹性流体总体积的40-80体积％。
11.技术方案10的粘弹性流体，其中所述气体的量为所述粘弹性流体总体积的50-70体积％。
12.前述技术方案2至11任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂的含量为1重量％至5重量％，优选2重量％至4重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。
13.前述技术方案6至12任一项的粘弹性流体，其中所述有机盐的含量为0.1重量％至1重量％，优选0.3重量％至0.6重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。
14.前述技术方案任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性流体是泡沫压裂液。
15.一种制备技术方案1至14任一项的粘弹性流体的方法，包括均匀混合构成粘弹性流体的各组分的步骤。
16.技术方案15的方法，其中所述混合步骤包括：
配制表面活性剂体系；
然后将所述表面活性剂体系和气体均匀混合。
17.技术方案15的方法，其中所述混合步骤包括：
配制表面活性剂体系；
然后将气体加入到所述表面活性剂体系中。
18.一种压裂地下地层的方法，包括以下步骤：将技术方案1至14中任一项的粘弹性流体经由井筒泵送到该地下地层中。
发明的具体实施方式
本申请的第一方面提供了一种粘弹性流体，该粘弹性流体包括：粘弹性表面活性剂体系和气体。
本申请第一方面的粘弹性流体使用粘弹性表面活性剂体系。该粘弹性表面活性剂体系包括水和表面活性剂，优选是季铵盐表面活性剂。该粘弹性表面活性剂体系包括表面活性剂的水溶液。根据本申请第一方面的一种实施方式，所述粘弹性表面活性剂体系包括水和选自以下表面活性剂中的一种或多种表面活性剂：
具有下式(I)的季铵盐：
Figure BDA0000050555240000041
其中R1和R2可以相同或不同，并独立地选自具有8-24个碳原子的直链或支链烷基、芳基、烷氧基、烷基芳基和芳基烷基；X-为抗衡阴离子，并选自Cl-、Br-和I-；n1和n2可以相同或不同，并且为1～12的整数；
具有下式(II)的季铵盐：
其中R1和R2以及X-如式(I)所定义，n为1～12的整数；
具有下式(III)的季铵盐：
其中R1、R2以及X-如式(I)所定义；
具有下式(IV)的季铵盐：
Figure BDA0000050555240000044
其中R1、R2以及X-如式(I)所定义，n3为1～12的整数，n4为1～12的整数。
根据本申请第一方面的一种实施方式，在式(I)至(IV)的季铵盐中，R1和R2各自独立地选自十二烷基至二十四烷基，优选为十四烷基至二十二烷基，最优选为十六烷基至二十二烷基。R1和R2可以相同，并为十六烷基、十八烷基、二十烷基或二十二烷基。
根据本申请第一方面的一种实施方式，在式(I)至(IV)的季铵盐中，n1和n2相同，并且为1～6的整数，优选为2-4的整数，更优选为3-4的整数；n为1～6的整数，优选为2-4的整数；n3和n4相同，并且为1～6的整数，优选为1-4的整数，更优选为1-2的整数。在一种优选实施方式中，R1和R2相同，且为正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基或正二十二烷基；n1和n2相同，且为3或4的整数；n为2或4的整数；n3和n4相同，并且为1。
作为具体实例，可以用于本申请的粘弹性流体的表面活性剂可以商购获得。例如，式(I)的表面活性剂可以购自成都能生材科技开发有限责任公司，产品代号为DRH(m1，m2)-n1-n2，该代号表示：式(I)中的R1为具有m1个碳原子的直链烷基，R2为具有m2个碳原子的直链烷基；代号中的n1和n2对应于式(I)中的n1和n2。式(I)的表面活性剂的具体实例包括成都能生材科技开发有限责任公司生产的DRH(16，16)-3-3；DRH(18，18)-3-3；DRH(16，16)-4-4和DRH(18，18)-4-4。
式(II)的表面活性剂可以购自成都能生材科技开发有限责任公司，产品代号为DR(m1，m2)-n，该代号表示：式(II)中的R1为具有m1个碳原子的直链烷基，R2为具有m2个碳原子的直链烷基；代号中的n对应于式(II)中的n。式(II)的表面活性剂的具体实例包括成都能生材科技开发有限责任公司生产的DR(16，16)-2；DR(16，16)-4；DR(18，18)-2和DR(18，18)-4。
式(III)的表面活性剂可以购自成都能生材科技开发有限责任公司，产品代号为DRm1-m2，该代号表示：式(III)中的R1为具有m1个碳原子的直链烷基，R2为具有m2个碳原子的直链烷基。式(III)的表面活性剂的具体实例包括成都能生材科技开发有限责任公司生产的DR16-16和DR18-18。
式(IV)的表面活性剂可以购自成都能生材科技开发有限责任公司，产品代号为DRH2(m1，m2)-a，该代号表示：式(IV)中的R1为具有m1个碳原子的直链烷基，R2为具有m2个碳原子的直链烷基，代号中的a表明式(IV)中的n3和n4相同且为a。式(IV)的表面活性剂的具体实例包括成都能生材科技开发有限责任公司生产的DRH2(16，16)-1；DRH2(18，18)-1和DRH2(22，22)-1。
在本申请第一方面的一种实施方式中，在所述粘弹性流体中，所述表面活性剂的含量为1重量％至5重量％，优选2重量％至4重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。例如，在所述粘弹性流体中，所述表面活性剂的含量为2重量％、3重量％或4重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。
根据本申请第一方面的一种实施方式，粘弹性表面活性剂体系除了表面活性剂和水之外还包含有机盐。本申请的表面活性剂体系中包含有机盐，该有机盐可以与本申请所使用的表面活性剂，特别是季铵盐型表面活性剂产生强烈结合，促进表面活性剂胶束生长，从而使得该表面活性剂体系，具有粘弹性。
可以用于本申请第一方面的粘弹性表面活性剂体系的有机盐为选自以下酸的钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种：水杨酸、萘磺酸、二萘磺酸、苯磺酸、苯甲酸和邻苯二甲酸。更具体而言，有机盐可以选自水杨酸钠、萘磺酸钠、二萘磺酸钠、苯磺酸钠、苯甲酸钠和邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种。根据本申请第一方面的一种实施方式，优选在本申请的粘弹性流体中使用水杨酸钠、萘磺酸钠、二萘磺酸钠、和苯磺酸钠中的一种或多种。
在本申请第一方面的一种实施方式中，在所述粘弹性流体中，所述有机盐的含量为0.1重量％至1重量％，优选0.3重量％至0.6重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。例如，在所述粘弹性流体中，所述有机盐的含量为0.5重量％或1重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。
根据本申请第一方面的一种实施方式，粘弹性流体包括气体。在一种实施方式中，优选该气体为惰性气体，更优选所述惰性气体选自氮气、二氧化碳、氦气、氩气及其组合。考虑到成本效益因素，可以选择氮气和二氧化碳。
本领域技术人员能够了解，气体在粘弹性流体中的实际含量由多种因素决定，例如采用的气体组分、实际需要的气体量。例如，在本申请第一方面的一种实施方式中，在粘弹性流体中，气体的量为粘弹性流体总体积的40-80％。在另一实施方式中，气体的量为粘弹性流体总体积的50-70体积％，例如60体积％。
一般而言，可以采用泡沫质量来评价泡沫压裂液的效果，该泡沫质量是指泡沫中气体所占泡沫总体积的百分比。
根据需要，在本申请的粘弹性流体中还可以包括支撑剂。本申请对能够使用的支撑剂没有特别限制，可以采用本领域常用的支撑剂。根据本申请第一方面的一种实施方式，能够用于本申请的粘弹性流体的支撑剂的实例包括石英砂、玻璃球、陶粒、铝球等等，优选使用天然石英砂和陶粒。在本申请的粘弹性流体中也可以使用树脂包覆的支撑剂。本领域技术人员可以根据具体需要，来选择具体支撑剂类型、强度、硬度、粒度以及其它指标。本领域技术人员根据具体需要，同样可以选择支撑剂的用量。在上面的各个组分的含量计算时，并没有考虑支撑剂的含量。一般而言，支撑剂例如石英砂的质量百分比为粘弹性流体和石英砂总重量的5％～30％。
本申请第一方面的粘弹性流体还可以包含其它添加剂，特别是压裂液领域的常规添加剂，条件是不损害本申请粘弹性流体的特点和优势。可以用于本申请第一方面的粘弹性流体的添加剂。
当然，本申请第一方面的粘弹性流体可以不包含其它添加剂。因此，本申请的第一方面的粘弹性流体可以仅仅由粘弹性表面活性剂体系、气体以及任选的支撑剂组成。
本申请的粘弹性流体可以用于不同的领域，特别是用于石油气开采以及煤层气开采领域，作为泡沫压裂液。
本申请的泡沫压裂液采用粘弹性表面活性剂作为基液，该基液采用季铵盐表面活性剂为主剂在反离子作用下形成蠕虫状胶束，并相互形成空间网状结构，从而使粘弹性表面活性剂体系具有很好的粘弹性。同时，该粘弹性表面活性剂体系以表面活性剂为主，能够改变界面张力，使体系具有良好的表面活性，体系发泡能力很强。将该粘弹性表面活性剂体系与自生气体组合物混合形成能够利用地层条件产生泡沫的泡沫压裂液体系，在实际应用中具有用量少，成本低等优势。本申请的泡沫压裂液是基于粘弹性表面活性剂的泡沫压裂液。粘弹性表面活性剂的表面活性有助于发泡，而粘弹性有助于稳泡，因此本申请的泡沫压裂液所形成的泡沫性能优异。
本申请的第二方面提供一种制备本申请第一方面的粘弹性流体的方法，包括均匀混合构成粘弹性流体的各组分的步骤，例如均匀混合粘弹性表面活性剂体系、气体以及任选的其它组分，例如支撑剂。在本申请第二方面的一种实施方式中，混合步骤包括：配制表面活性剂体系；然后将所述表面活性剂体系和气体均匀混合。在本申请第二方面的另一实施方式中，混合步骤包括：配制表面活性剂体系；然后将气体加入到所述表面活性剂体系中。
对于表面活性剂体系的配制，例如，根据需要，可以将适当量的表面活性剂、水和任选的有机盐混合在一起，从而形成表面活性剂体系。在本申请的第二方面的一种实施方式中，配制表面活性剂体系包括将表面活性剂和任选的有机盐加入到水中，并混合均匀。对于混合所采用的装置没有任何限制，可以采用本领域常用的任何装置，例如搅拌泵。也可以通过压裂泵车混合泵入，因为泵车本身就具有混合功能。
在本申请的第二方面的方法中，对气体与表面活性剂体系混合的方式没有限制，可以将气体加入表面活性剂体系中，也可以将表面活性剂体系和气体全部加入另一容器或者管道中。在实际增产操作中，通常是在现场配制气体，然后将表面活性剂体系和气体在入井之前通过搅拌泵搅拌泵入，也可以通过压裂泵车混合泵入。
在本申请第二方面的方法中，形成粘弹性流体的方法也可以包括配制表面活性剂体系，然后将气体加入到表面活性剂体系中，并混合均匀。在实际增产操作中，可以在现场配制，将表面活性剂体系和气体在入井之前通过搅拌泵混合，然后泵入。也可以通过压裂泵车混合泵入。此时，气体可以来自氮气车或者二氧化碳车等等设备。
可以将支撑剂仅仅加入到表面活性剂体系中，或者加入到已经加入了气体后的表面活性剂体系中。支撑剂的加入方法是本领域技术人员所熟知的，本领域技术人员可以采用任何常用方法，只要不影响本发明的效果即可。
对于混合所采用的装置没有任何限制，可以采用本领域常用的任何装置，例如搅拌泵。也可以通过压裂泵车混合泵入。
本申请的第三方面提供一种压裂地下地层的方法，包括以下步骤：将本申请第一方面的粘弹性流体经由井筒泵送到该地下地层中。使用泡沫压裂液压裂地层以进行增产是本领域技术人员所熟知的。泡沫压裂液多用于气层，例如煤层气层压裂。水力压裂的一般过程如下所述：在地面上将压裂液以大于油气层吸收能力的流量向井内注入，使得井内压力逐渐提高；当压力增高到大于油气层破裂所需要的压力时，油气层会形成水平或垂直的裂缝；在继续注入液体时，裂缝延伸并扩展，直至达到平衡。如果地面停止注入液体，则油气层由于外来压力的消失，而闭合裂缝，为了防止裂缝闭合，在压裂液中加入支撑剂。由支撑剂填充的裂缝形成流道，地层流体可以通过该流道流向井眼，然后抽出。
一般而言，使用本申请的粘弹性流体进行压裂的过程如下：根据需要配制粘弹性表面活性剂体系(各种季铵盐表面活性剂和有机盐按照要求浓度进行配制)，在泵入过程中的管汇处与气体(气体由氮气车或二氧化碳车产生)混合形成粘弹性流体，并与支撑剂石英砂一起泵入井筒内，从而在地层压开裂缝并将石英砂带入裂缝的作用，形成高渗透带使油气层增产。
下面将采用具体实施例来进一步描述本发明。然而，本发明并不受这些具体实施例的限制。
实施例
测试性能和测试方法：
粘度：按照行业标准SY/T 5107-2005水基压裂液性能评价方法，进行粘度测试。
沉降速度：按照静态法测试陶粒在泡沫压裂液中的沉降性能，即将量筒放入恒温30℃水浴，将生成的泡沫倒入此量筒中保持恒温，然后把陶粒轻放在泡沫面上并开始计时，由于重力作用陶粒将下沉，根据陶粒在量筒中下沉距离和时间，测试陶粒在泡沫中的沉降速度。
滤失系数：按照行业标准SY/T 5107-2005水基压裂液性能评价方法，进行滤失系数测试。
初始滤失量：按照行业标准SY/T 5107-2005水基压裂液性能评价方法，进行初始滤失量测试。
在以下的实施例中，除了气体以外，表面活性剂和有机盐含量都是基于表面活性剂体系的总重量的重量百分数。气体的量为气体体积占粘弹性流体总体积的百分比。
实施例1：使用式(I)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体1
Figure BDA0000050555240000101
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(I)表面活性剂DRH(16，16)-3-3作为表面活性剂(阴离子为氯)，有机盐为水杨酸钠(来自成都科龙化工有限公司)。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体1。
实施例2：使用式(I)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体2
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(I)表面活性剂DRH(18，18)-3-3作为表面活性剂(阴离子为氯)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体2。
实施例3：使用式(I)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体3
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(I)表面活性剂DRH(16，16)-4-4作为表面活性剂(阴离子为氯)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体3。
实施例4：使用式(I)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体4
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(I)表面活性剂DRH(18，18)-4-4作为表面活性剂(阴离子为氯)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流4。
实施例5-使用式(II)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体5
Figure BDA0000050555240000111
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(II)表面活性剂DR(16，16)-2作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体5。
实施例6：使用式(II)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体6
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(II)表面活性剂DR(16，16)-4作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体6。
实施例7：使用式(II)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体7
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(II)表面活性剂DR(18，18)-2作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体7。
实施例8：使用式(II)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体8
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(II)表面活性剂DR(18，18)-4作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体8。
实施例9：使用式(III)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体9
Figure BDA0000050555240000131
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(III)表面活性剂DR16-16作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体9。
实施例10：使用式(III)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体10
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(III)表面活性剂DR18-18作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体10。
实施例11：使用式(IV)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体11
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(IV)表面活性剂DRH2(16，16)-1作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体11。
实施例12：使用式(IV)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体12
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(IV)表面活性剂DRH2(18，18)-1作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体12。
实施例13：使用式(IV)表面活性剂的粘弹性流体实施例-粘弹性流体13
采用成都能生材科技开发有限责任公司生产的式(IV)表面活性剂DRH2(22，22)-1作为表面活性剂(阴离子为溴)，有机盐为水杨酸钠。
具体配制过程如下：
按照下表1所示的含量，将表面活性剂和水杨酸钠分别加入水中，并混合均匀，获得表面活性剂体系。然后，将气体按照所示量加入到表面活性剂体系中并混合均匀，获得粘弹性流体13。
表1
Figure BDA0000050555240000141
上表中表面活性剂体系的余量为水。
按照以上给出的测试方法，对该粘弹性流体1-13进行如下测试。
在40℃条件下在密闭流变仪(德国HAAKE公司，旋转流变仪-RS6000)中测试该粘弹性流体1-13在170s-1时的粘度。
采用江苏常州HH501超级恒温水浴仪器，测量直径为0.6mm的陶粒在60℃下该粘弹性流体1-13的沉降速度。
采用北京路业通达科技有限公司生产的高温高压滤失仪HDF-1，测试该粘弹性流体1-13的滤失系数。
采用北京路业通达科技有限公司生产的高温高压滤失仪HDF-1仪器测试该粘弹性流体1-13的初始滤失量。
以上测量结果见于表2中。
表2
Figure BDA0000050555240000161
从以上表2的测量结果可以看出，本申请的粘弹性流体都可以作为粘弹性泡沫压裂液使用，并且这些压裂液能够满足现场性能要求。

Claims (18)

1.一种粘弹性流体，包括：粘弹性表面活性剂体系和气体。
2.权利要求1的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂体系包括水和选自以下表面活性剂中的一种或多种表面活性剂：
具有下式(I)的季铵盐：
Figure FDA0000050555230000011
其中R1和R2可以相同或不同，并独立地选自具有8-24个碳原子的直链或支链烷基、芳基、烷氧基、烷基芳基和芳基烷基；X-为抗衡阴离子，并选自Cl-、Br-和I-；n1和n2可以相同或不同，并且为1～12的整数；
具有下式(II)的季铵盐：
Figure FDA0000050555230000012
其中R1和R2以及X-如式(I)所定义，n为1～12的整数；
具有下式(III)的季铵盐：
Figure FDA0000050555230000013
其中R1、R2以及X-如式(I)所定义；
具有下式(IV)的季铵盐：
其中R1、R2以及X-如式(I)所定义，n3为1～12的整数，n4为1～12的整数。
3.权利要求2的粘弹性流体，其中R1和R2各自独立地选自十二烷基至二十四烷基，优选为十四烷基至二十二烷基，最优选为十六烷基至二十二烷基。
4.权利要求2或3的粘弹性流体，其中n1和n2相同，并且为1～6的整数，优选为2-4的整数，更优选为3-4的整数；其中n为1～6的整数，优选为2-4的整数；n3和n4相同，并且为1～6的整数，优选为1-4的整数，更优选为1-2的整数。
5.权利要求2至4任一项的粘弹性流体，其中R1和R2相同，且为正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基或正二十二烷基；n1和n2相同，且为3或4的整数；n为2或4的整数；n3和n4相同，并且为1。
6.权利要求2至5任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂体系还包含有机盐，所述有机盐为选自以下酸的钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种：水杨酸、萘磺酸、二萘磺酸、苯磺酸、苯甲酸和邻苯二甲酸。
7.权利要求6的粘弹性流体，其中所述有机盐选自水杨酸钠、萘磺酸钠、二萘磺酸钠、苯磺酸钠、苯甲酸钠和邻苯二甲酸氢钾中的一种或多种。
8.前述权利要求任一项的粘弹性流体，其中所述气体为惰性气体。
9.权利要求8的粘弹性流体，其中所述惰性气体选自氮气、二氧化碳、氦气、氩气及其组合。
10.权利要求8或9的粘弹性流体，其中所述气体的量为所述粘弹性流体总体积的40-80体积％。
11.权利要求10的粘弹性流体，其中所述气体的量为所述粘弹性流体总体积的50-70体积％。
12.前述权利要求2至11任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性表面活性剂的含量为1重量％至5重量％，优选2重量％至4重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。
13.前述权利要求6至12任一项的粘弹性流体，其中所述有机盐的含量为0.1重量％至1重量％，优选0.3重量％至0.6重量％，以所述粘弹性表面活性剂体系的总重量计。
14.前述权利要求任一项的粘弹性流体，其中所述粘弹性流体是泡沫压裂液。
15.一种制备权利要求1至14任一项的粘弹性流体的方法，包括均匀混合构成粘弹性流体的各组分的步骤。
16.权利要求15的方法，其中所述混合步骤包括：
配制表面活性剂体系；
然后将所述表面活性剂体系和气体均匀混合。
17.权利要求15的方法，其中所述混合步骤包括：
配制表面活性剂体系；
然后将气体加入到所述表面活性剂体系中。
18.一种压裂地下地层的方法，包括以下步骤：将权利要求1至14中任一项的粘弹性流体经由井筒泵送到该地下地层中。
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