CN105670595A - 一种煤层气用低摩阻清洁压裂液 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。该压裂液制备方法简单，低粘度、低摩阻、无破胶、可重复利用，降低了施工作业成本，摩阻低，降低了施工压力，是一种清洁环保型的压裂液，可实现大排量（10m3/min）以上的体积压裂施工，提高煤层改造效果。

Description

一种煤层气用低摩阻清洁压裂液
技术领域
本发明涉及煤层气开采中所使用的压裂增产改造研究领域，具体涉及一种用于煤层气单井或丛式井组压裂的低摩阻清洁压裂液。
背景技术
水力压裂增产技术是开采煤层气的一种首选的有效增产措施，美国90％以上的煤层气井是由水力压裂改造的，目前我国几乎所有产气量在1000m3/d以上的地面垂直井都是通过水力压裂改造而获得的。
水力压裂是通过向井筒内以高于地层吸附能力的速率注入液体，在井筒内产生高于储层破裂强度的压力，使储层“破裂”并向层内延伸成一条或数条裂缝，在压裂注入的同时将支撑剂送入裂缝中以支撑这些裂缝，使之在井筒内压力释放后也不能完全闭合，从而改善储层的渗透和透气性以及与井筒的连通性，最后通过排水-降压-解吸的过程，达到正常排气、提高产量的目的。同时水力压裂产生的裂缝可以通过改变井眼周围和储层中的渗流模式（由径向流变成线性流），提高“有效井眼半径”，扩大泄流面积。同时，压裂还可以在一定程度上消除钻井施工对近井带储层的伤害。水力压裂方法适应性广，在目前煤层气勘探开发中大多采用这种增产措施，尤其是对低压低渗煤层。
通过对煤层进行水力压裂，可产生有较高导流能力的通道，有效地联通井筒和储层，使得在井中抽气时井孔周围出现大面积压力下降，煤层受降压影响产生气体解吸的表面积增大，保证了煤层气能迅速并相对持久的泄放，其产量较压裂前增加5到20倍，增产效果非常显著。
水力压裂改造技术是目前煤层气增产的首选和主要措施。然而也存在一些不足。由于煤层的高吸附能力，吸附压裂液后会引起煤层孔隙的堵塞和基质的膨胀，使割理孔隙度及渗透率下降，为了预防压裂液对煤层的这种伤害，当前的压裂改造技术中，开始使用大量清水来代替交联压裂液，但其造缝效果受到一定的影响；另外，由于煤岩易破碎，在压裂施工中，受压裂液的水力冲蚀及与煤岩表面的剪切与磨损的影响，煤岩破碎产生大量的煤粉及大小不一的煤屑，不易分散于水或水基溶液，极易聚集起来阻塞压裂裂缝的前缘，改变裂缝的方向，在裂缝前缘形成一个阻力屏障。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于煤层气单井或丛式井组压裂的低摩阻清洁压裂液有效降低压裂液对煤层伤害，降低施工摩阻，提高改造效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有压裂液摩阻大，对煤层伤害大的技术问题。为此，本发明提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。
所述压裂液的制备方法包括如下步骤：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
所述压裂液包括下述组分：按质量百分比计，0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.2%二丁基萘磺酸钠，0.3%氯化钾和90.0%水。
所述压裂液包括下述组分：按质量百分比计，0.1%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1%二丁基萘磺酸钠，0.2%氯化钾和96.0%水。
所述压裂液在常温条件下，即25℃时粘度为10mPa·s。
所述压裂液在经过压裂改造后粘度会低于10mPa.s。
所述压裂液在地面配制均匀后通入混砂车，进行加砂压裂作业，压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷，返排液经沉降除砂后进入储液罐，对返排液补加添加剂，当其粘度恢复到10mPa·s，进行压裂液的重复利用。
所述添加剂包括十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、二丁基萘磺酸钠和氯化钾三个组分。
所述添加剂的用量为：按其占返排液的质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠和0.2-0.3%氯化钾。
本发明的有益效果：
（1）本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液制备方法简单，液体压裂液，摩阻低，无破胶、可重复利用，降低了施工压力，是一种清洁环保型的压裂液，可实现大排量（10m3/min）以上的体积压裂施工，提高煤层改造效果。
（2）本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液与清水相比，同等条件下能降低管道摩阻50%以上，且滤失较清水大幅降低，与清水相比，对支撑剂的悬浮效果提高50%以上，该压裂液粘度低，降低常规压裂液对地层污染和降低压裂液成本。
（3）本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液无水不溶物，且其粘度较低，经过压裂改造后粘度会低于10mPa.s，所以其从井底返排容易。
（4）本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液可进行循环利用，降低了施工作业成本，是一种清洁环保型的压裂液。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有压裂液摩阻大，对煤层伤害大的问题，本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
实施例2：
本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.2%二丁基萘磺酸钠，0.3%氯化钾和90.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.2%二丁基萘磺酸钠，0.3%氯化钾和90.0%水；
2）在反应斧里加入90.0%水；
3）再加入0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
实施例3：
本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1%二丁基萘磺酸钠，0.2%氯化钾和96.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1%二丁基萘磺酸钠，0.2%氯化钾和96.0%水；
2）在反应斧里加入96.0%水；
3）再加入0.1%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
实施例1-3所提供的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液制备方法简单，低粘度、低摩阻、无破胶、且该压裂液为液体，降低了施工压力，可实现大排量（10m3/min）以上的体积压裂施工，提高煤层改造效果。
实施例4：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
所述压裂液在常温条件下，即25℃时粘度为10mPa·s。与清水相比，同等条件下能降低管道摩阻50%以上，且滤失较清水大幅降低，与清水相比，对支撑剂的悬浮效果提高50%以上，该压裂液粘度低，降低常规压裂液对地层污染和降低压裂液成本。
实施例5：
在实施例4的基础上，本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
所述压裂液在经过压裂改造后粘度会低于10mPa.s。该压裂液无水不溶物，且其粘度较低，经过压裂改造后粘度会低于10mPa.s，所以其从井底返排容易。
实施例6：
在实施例5的基础上，本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
所述压裂液在地面配制均匀后通入混砂车，进行加砂压裂作业，压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷，返排液经沉降除砂后进入储液罐，对返排液补加添加剂，当其粘度恢复到10mPa·s，进行压裂液的重复利用。
该压裂液压裂工艺简单，粘度低，能够实现大排量（10m3/min）以上的体积压裂施工，提高煤层改造效果，且从井底返排的废液可进行循环利用，降低成本。
实施例7：
在实施例6的基础上，本实施例提供了一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。上述原料试剂均可直接从市场购得。
本发明的这种煤层气用低摩阻清洁压裂液的制备方法如下：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
所述压裂液在地面配制均匀后通入混砂车，进行加砂压裂作业，压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷，返排液经沉降除砂后进入储液罐，完成压裂。进一步的，所述添加剂包括十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、二丁基萘磺酸钠和氯化钾三个组分。
所述添加剂的用量为：按其占返排液的质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠和0.2-0.3%氯化钾。添加少量添加剂就可进行返排液的重复利用，降低了施工作业成本，是一种清洁环保型的压裂液。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：包括下述组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水。
2.如权利要求1所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述压裂液的制备方法包括如下步骤：
1）准备以下各组分：按质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，0.2-0.3%氯化钾和90.0-96.0%水；
2）在反应斧里加入90.0-96.0%水；
3）再加入0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，搅拌使其充分溶解；
4）再加入0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠，搅拌充分混合均匀；
5）最后加入0.2-0.3%氯化钾，搅拌1小时即可完成该压裂液的配制。
3.如权利要求1所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述压裂液包括下述组分：按质量百分比计，0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.2%二丁基萘磺酸钠，0.3%氯化钾和90.0%水。
4.如权利要求1所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述压裂液包括下述组分：按质量百分比计，0.1%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵，0.1%二丁基萘磺酸钠，0.2%氯化钾和96.0%水。
5.如权利要求1所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述压裂液在常温条件下，即25℃时粘度为10mPa·s。
6.如权利要求1所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述压裂液在经过压裂改造后粘度会低于10mPa.s。
7.如权利要求1所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述压裂液在地面配制均匀后通入混砂车，进行加砂压裂作业，压裂作业加砂结束后待裂缝闭合后控制放喷，返排液经沉降除砂后进入储液罐，对返排液补加添加剂，当其粘度恢复到10mPa·s，进行压裂液的重复利用。
8.如权利要求7所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述添加剂包括十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、二丁基萘磺酸钠和氯化钾三个组分。
9.如权利要求8所述的一种煤层气用低摩阻清洁压裂液，其特征在于：所述添加剂的用量为：按其占返排液的质量百分比计，0.1-0.5%十八烷基失水甘油基二甲基氯化铵、0.1-0.2%二丁基萘磺酸钠和0.2-0.3%氯化钾。
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