一種煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明是關于一種壓裂轉向液，具體是指一種適用于沁水地區(qū)煤層氣用低溫淡水 基壓裂轉向液及應用。
【背景技術】
[0002] 壓裂轉向液是用于完井過程中提高地層孔隙度、提高產量的必備材料之一。調研 20余篇文獻，對比國內外專項壓裂技術及現有轉向壓裂技術現狀目前國內轉向壓裂液主要 是以固體顆粒為主。2000年嚴錦根等研制了一種水溶性暫堵劑YJDII，主要成分為無機鹽 類和有機酸類。2000年胡永全等提出堵老縫、壓新縫的重復壓裂技術，為此，開發(fā)了一種 老裂縫堵劑XNCQ-PG，同時提出了重復壓裂的配套工藝：控制縫高壓裂技術和尖部脫砂壓 裂技術。2003年楊寶泉研發(fā)出暫堵劑ZD-1，該暫堵劑為淺黃色顆粒，粒徑為2~4mm，密 度0. 9~1.lg/cm3,24h的水溶率達98%以上，24h酸溶率小于1%，抗壓強度為20MPa以上。 2004年王清剛等研制了一種高強度水溶性暫堵劑。暫堵劑由水溶性膠、水溶性植物膠、水溶 性改性有機物和密度調節(jié)劑合成，暫堵劑為不規(guī)則顆粒。
[0003] 通過壓裂轉向機理調研，2004年劉洪等認為，根據彈性力學理論和巖石破裂準則， 裂縫總是沿著垂直于最小水平應力方向啟裂。因此，重復壓裂井中的應力場分布決定了重 壓新裂縫的啟裂和延伸；2005年王永昌等認為暫堵重復壓裂技術的實質是先壓開舊裂縫， 隨后加入暫堵劑進入并有效封堵一定縫長的舊縫，在未被封堵的舊裂縫面壓啟新裂縫以重 新構建裂縫泄油體系；2008年張旭東提出了多次轉向重復壓裂技術，即通過多次使用高強 度暫堵劑臨時封堵前次裂縫迫使流體轉向來達到壓開多條裂縫的目的。其技術關鍵在于 每次投送暫堵劑的數量及每條裂縫的規(guī)模控制和裂縫間距的控制，但多次轉向重復壓裂的 具體工藝模糊；調研20余篇文獻，認為轉向重復壓裂暫堵是對原有裂縫及已加沙縫，或炮 眼或高滲透帶形成高強度暫堵，壓裂液無法深入高滲透層，縫內壓力升高，迫使天然裂縫開 啟，促使裂縫轉向。提高裂縫內壓力是實現裂縫轉向的必要條件，而暫堵劑的加入，可以提 高縫內壓力。暫堵劑顆粒進入原有裂縫或高滲透層連通的井筒的炮眼，部分進入地層中的 裂縫端部或高滲透層，在炮眼處和高滲透帶產生濾餅橋堵，使后續(xù)工作液不能向裂縫和高 滲透帶進入。轉向壓裂取得成功的關鍵有兩點，一是暫堵劑在裂縫中形成的橋堵具有足夠 強度，使縫內壓力快速上升到一定值；二是老裂縫壁面處存在應力薄弱點，以利于裂縫轉 向。
[0004]目前現有的轉向液大多是顆粒固體轉向，而且都是油層方面的研究，沒有用于煤 層氣儲層的轉向劑。固體顆粒封堵大漏失通道，壓裂液無法深入高滲透層，縫內壓力升高， 迫使天然裂縫開啟，促使裂縫轉向。
[0005] 為了更好地解決壓裂轉向中的困難，本壓裂轉向液粒度分布15~150iim，自匹配 封堵不同形狀的地下漏失通道；封堵強度高，現場應用最高承壓38MPa;與油氣水不同流體 配伍性好；強剪切稀釋特性，高效懸浮攜帶支撐劑；無毒，自降解，對儲層保護效果明顯。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現有煤層氣層完井過程中，現有壓裂轉向暫堵材料存在與 漏失通道匹配難、氣體型流體現場動用設備多等不足，提供一種適用于沁水地區(qū)煤層氣用 低溫淡水基壓裂轉向液及制備和應用，解決煤層氣完井過程中的漏失問題和轉向不可控等 問題。
[0007] 本發(fā)明所述的適用于沁水地區(qū)煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液，該煤層氣用低溫 淡水基壓裂轉向液由淡水、絨毛劑、成核劑、囊層劑、成膜劑、氯化鉀、PAC、抑制劑配制而成。
[0008] 根據本發(fā)明的優(yōu)選具體實施方案，本發(fā)明的煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液中， 所述絨毛劑(增粘劑）由黃原膠與聚乙烯吡咯烷酮配制而成；所述成核劑由十二烷基二甲基 氧化胺與a-烯基磺酸鈉配制而成；成膜劑由三乙醇胺、乙醇與十二醇配制而成；囊層劑由 羧甲基淀粉與聚陰離子纖維素配制而成；
[0009] 所述囊層劑中，所述羧甲基淀粉和聚陰離子纖維素在配制時的質量比為3-5 :1 ; 所述絨毛劑中，所述黃原膠、羥丙基胍膠與除氧劑Na2S03在配制時的質量比為2-4 :3-1 :1 ; 所述成核劑中，所述十二烷基磺酸鈉、聚氧乙烯辛基苯酚醚、十二烷基二甲基氧化銨和十二 烷基硫酸三乙醇銨鹽的配制質量比為1-3 :1 :1 :1 ;所述成膜劑中，所述三乙醇胺、乙醇和 十二醇在配制時的質量比為1 :1 :1_2。
[0010] 以煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液中的水基計，該壓裂轉向液中絨毛劑加量為 0. 2~0. 5g/100g水，成核劑加量為0. 05~0.lg/100g水，成膜劑加量為0. 1~0. 3g/100g 水，囊層劑加量為1. 5~1. 7g/100g水，成核劑加量為0. 03~0. 05g/100g水，抑制劑加量 為0. 1~0. 15g/100g水，氯化鉀加量為2~3g/100g水，PAC加量為0. 3g/100g水。
[0011] 所述的煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液，該壓裂轉向液的密度0.85~l.OOg/ cm3,pH值7~9,塑性粘度45~60mPa?s，靜態(tài)漏失量彡10mL/30min，動態(tài)漏失量 彡10mL/30min，巖心滲透率恢復值彡85%。
[0012] 本發(fā)明的煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液中，所述成核劑主要用于在煤層氣用低 溫淡水基壓裂轉向液體系內成核，該成核劑能夠降低氣液表面張力，包裹隨機械作用進入 體相內氣體，能夠有效在體系中充分形成氣核。本發(fā)明中的成核劑與現有技術中其它具有 類似作用的處理劑相比，具有用量小、成核作用強的特點，還具有抗鹽、抗鈣能力強等特性。 并且，本發(fā)明的成核劑與一般壓裂轉向液用處理劑配伍性良好，且該成核劑無毒、無害，為 環(huán)境可接受型處理劑。本發(fā)明的成核劑適用于小于等于120°C的溫度環(huán)境，是一種低溫成核 劑。
[0013] 本發(fā)明的煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液中，所述成膜劑主要形成包裹氣核的膜 層，初步形成氣核結構。本發(fā)明中的成膜劑與現有技術中其它具有類似作用的處理劑相比， 不僅能夠有效降低氣核與連續(xù)相間的表面張力，還能夠在氣核外形成包裹氣核的高黏層， 能夠有效防止氣核內氣體逸出，保持氣核穩(wěn)定，提高氣核強度。并且，本發(fā)明中的成膜劑與 一般壓裂轉向液用處理劑配伍性良好，且該成膜劑成分為碳水化合物，無毒、無害，為環(huán)境 可接受型處理劑。本發(fā)明中的成膜劑適用于小于等于120°c的溫度環(huán)境，是一種低溫成膜 劑。
[0014] 本發(fā)明的煤層氣用低溫淡水基壓裂轉向液中，所述各組成原料均可商購獲得，可 選用普通工業(yè)產品。
[0015] 本發(fā)明還提供了所述的低溫淡水基壓裂轉向液在用于煤層氣完井過程中的應用。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種煤層氣完井方法，該方法中利用了本發(fā)明所述的煤層氣完井 用低溫淡水基壓裂轉向液。
[0017] 煤層氣低溫淡水基壓裂轉向液應用于煤層氣開采，將處理劑按順序加入配漿水 中，充分攪拌均勻后，性能滿足設計要求，即可進