一種頁(yè)巖氣壓裂用滑溜水及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體涉及頁(yè)巖氣大型壓裂改造所用滑溜水壓裂液的配 方組成、配制方法和主要性能評(píng)價(jià)。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)內(nèi)常規(guī)石油天然氣資源量有限，頁(yè)巖氣等非常規(guī)油氣資源必將成為其替代能 源。隨著國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣開發(fā)力度的不斷加大，滑溜水壓裂技術(shù)必將快速發(fā)展，滑溜水壓裂液體 系中添加劑的研發(fā)和優(yōu)選優(yōu)化、體系性能的評(píng)價(jià)等研究都將快速深入推進(jìn)。
[0003] 美國(guó)頁(yè)巖氣的有效開發(fā)，改變了世界能源的格局。頁(yè)巖氣資源的勘探開發(fā)是我國(guó) "十二五"關(guān)注的重點(diǎn)，也是研究熱點(diǎn)之一，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)對(duì)頁(yè)巖氣的研究正在逐步展 開。
[0004] "滑溜水壓裂液"的概念是由美國(guó)研究人員提出的，最初是由Halliburton、 Schlumberger和Messina公司針對(duì)德克薩斯州東部的Barnett頁(yè)巖地區(qū)共同開發(fā)的一種新 型壓裂液。滑溜水壓裂定義是"為了獲得商業(yè)價(jià)值，使用大量水和少量添加劑作為壓裂液以 形成一定幾何形態(tài)和導(dǎo)流能力的裂縫的一種壓裂方法"。采用滑溜水壓裂可使壓裂費(fèi)用較 常規(guī)大型水力壓裂減少65%。
[0005] 頁(yè)巖氣藏的獨(dú)特性、氣藏類型和巖石的敏感程度都與普通砂巖氣差異性很大，其 特殊的地質(zhì)條件決定了常規(guī)的開發(fā)技術(shù)無(wú)法直接適用于頁(yè)巖氣藏的生產(chǎn)。頁(yè)巖氣藏能夠成 功開發(fā)的關(guān)鍵在于水平井大型壓裂技術(shù)的進(jìn)步，滑溜水是頁(yè)巖氣藏壓裂常用的壓裂液。
[0006] 降阻劑是滑溜水中最重要的添加劑，其性能的好壞對(duì)頁(yè)巖氣壓裂的成敗有直接影 響，它通過(guò)降低摩擦阻力，在相同泵壓下增加流速，從而提高泵車的泵入壓力和注入速率。 降阻劑一般有陽(yáng)離子型、陰離子型和非離子型。美國(guó)Barnett頁(yè)巖地區(qū)的聚丙烯酰胺型降 阻劑的降阻率一般為50?70%。
[0007] 我國(guó)頁(yè)巖氣壓裂還處于探索階段，初期所使用的滑溜水壓裂液主要是國(guó)外石油服 務(wù)公司提供的技術(shù)，國(guó)內(nèi)性能優(yōu)良的滑溜水體系報(bào)道還較少，尤其是適合于頁(yè)巖氣壓裂的 降阻劑、粘土穩(wěn)定劑、表面活性劑等添加劑的研發(fā)和評(píng)價(jià)剛剛起步。常規(guī)壓裂液所使用的粘 土穩(wěn)定劑、表面活性劑等添加劑不完全適合于頁(yè)巖壓裂，需要開展針對(duì)性研究進(jìn)行篩選評(píng) 價(jià)。
[0008] 國(guó)外公司提供的滑溜水存在如下問(wèn)題：首先是與國(guó)內(nèi)地層的適應(yīng)性研究較少，不 論添加了何種添加劑，對(duì)地層有無(wú)傷害拿來(lái)就用；其次是國(guó)外頁(yè)巖氣埋藏相對(duì)較淺，壓裂設(shè) 備先進(jìn)，對(duì)管柱摩阻損耗關(guān)心少，而我國(guó)頁(yè)巖氣埋藏較深，管柱摩阻損耗很大，滑溜水的降 摩阻性能對(duì)壓裂影響較大；另外國(guó)外液體材料費(fèi)用高，加大了壓裂綜合成本，因此需要針對(duì) 國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣藏重點(diǎn)區(qū)域開展滑溜水壓裂液體系的適應(yīng)性研究。
[0009] 目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)所用滑溜水體系存在降阻率偏低、攜砂性能差、高分子添加劑在地 層吸附量大而造成較大傷害等問(wèn)題，需要開發(fā)對(duì)壓裂目的層配伍性好的高降阻率滑溜水體 系，在相同作業(yè)規(guī)模的前提下，降阻劑用量降低，降低滑溜水壓裂液的成本。
[0010] 在山區(qū)或丘陵地帶的頁(yè)巖氣井壓裂施工時(shí)，由于運(yùn)輸不便，粉劑添加劑比液態(tài)添 加劑更具優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明所用降阻劑即為干粉型添加劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明提供一種適應(yīng)國(guó)內(nèi)頁(yè)巖氣藏地質(zhì)特征的低成本低傷害滑溜水配方體系，添加 劑運(yùn)輸方便，溶解速度快，降摩阻率高、對(duì)頁(yè)巖巖石傷害低，現(xiàn)場(chǎng)使用方便，為頁(yè)巖氣壓裂高 排量大液量施工提供技術(shù)支撐。
[0012] 因此，本發(fā)明提供一種頁(yè)巖氣壓裂用滑溜水，所述滑溜水由降阻劑0.03? 0· 2wt%、粘土穩(wěn)定劑(λ 3?L Owt%、助排劑(λ 3?L Owt%、氯化鉀(λ 5?2. Owt%、殺菌劑 0. 05?I. Owt%和余量為水組成。
[0013] 優(yōu)選的，所述滑溜水中降阻劑為0. 03wt%、粘土穩(wěn)定劑為0. 3wt%、助排劑為 0· 3wt%、氯化鉀為L(zhǎng) Owt%、殺菌劑為0· 05wt%。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述降阻劑為丙烯酰胺系共聚物，它以丙烯酰 胺為主體結(jié)構(gòu)單元、添加離子型結(jié)構(gòu)單元和功能性單體共聚而得。其中，所述離子型結(jié)構(gòu)單 元為選自2-丙烯酰胺基二甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸、2-丙烯酰胺基十四烷 基磺酸和2-丙烯酰胺基十六烷基磺酸中的一種或多種；所述功能性單體為選自偶氮二異 丁基脒二鹽酸鹽、二乙二醇單乙烯基醚、丙烯酸和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。 所述降阻劑的粘均相對(duì)分子質(zhì)量為400?600萬(wàn)，特性粘數(shù)為1300?1600mL · g'
[0015] 本發(fā)明中使用的降阻劑優(yōu)選為申請(qǐng)人在在先申請(qǐng)中公開的：一種滑溜水壓裂用 丙烯酰胺系降阻劑及其制備方法和應(yīng)用（201210265047. 1)、一種滑溜水壓裂用丙烯酰胺 系降阻劑及其制備方法和應(yīng)用（201210265039. 7)、一種滑溜水壓裂用丙烯酰胺系降阻劑 及其制備方法和應(yīng)用（201210265032. 5)、一種丙烯酰胺系三元共聚物及其制備方法和應(yīng) 用（201210265136. 6)、一種丙烯酰胺系共聚物及其制備方法和應(yīng)用（201210421047. 6)、一 種滑溜水壓裂用丙烯酰胺系降阻劑及其制備方法和應(yīng)用（201210422133. 9)、一種滑溜水壓 裂用丙烯酰胺系降阻劑及其制備方法和應(yīng)用（201210421155. 3)、一種滑溜水壓裂用丙烯酰 胺系降阻劑及其制備方法和應(yīng)用（201210420912. 5)、一種滑溜水壓裂用丙烯酰胺系降阻劑 及其制備方法和應(yīng)用（201210421124. 8)、一種丙烯酰胺系三元共聚物及其制備方法和應(yīng)用 (201210409930. 3)，在上述十項(xiàng)專利申請(qǐng)中，只要其內(nèi)容與本申請(qǐng)中的內(nèi)容不相沖突，則這 十項(xiàng)申請(qǐng)均以引用的方式并入本發(fā)明中。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述粘土穩(wěn)定劑為選自聚N-羥甲基丙烯酰胺、 聚異丙醇基二甲基氯化銨、丙烯酰胺與丙烯酸乙酯三甲基氯化銨的共聚物、環(huán)氧氯丙烷和 二甲胺的共聚物中的一種或多種。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述助排劑為選自非離子型氟碳類表面活性 齊IJ、陰離子型氟碳類表面活性劑、甲醇、乙醇、異丙醇中的一種或多種。
[0018] 所述氯化鉀為工業(yè)品KC1。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述殺菌劑為選自甲醛、乙二醛、季銨鹽類中的 一種或多種；優(yōu)選所述季銨鹽類為十二烷基三甲基氯化銨。
[0020] 所述水既可為清水，也可為湖水、河水，還可為經(jīng)有效處理的壓裂液返排液。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，所述降阻劑為干粉型降阻劑，且所述降阻劑是