頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，包括以下內(nèi)容：配方：破膠劑飽和溶液65～75％、多孔微球9～11％、熱熔型材料5.5～10.5％、陽(yáng)離子型乳化劑或中性乳化劑5.5～10.5％、陰離子型乳化劑2～6％；然后依次進(jìn)行多孔微球負(fù)載、熱熔型包衣的形成、包覆層穩(wěn)定化以及最終的抽濾、洗滌、干燥。采用本發(fā)明方法所得的超微膠囊型破膠劑的粒徑僅為5～50μm；可以有效改善巖層微孔道中壓裂液破膠不充分的問(wèn)題，可以顯著地提高頁(yè)巖氣的產(chǎn)氣率，且該制備過(guò)程簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，無(wú)污染，耗能低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)材料、油田【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是頁(yè)巖氣井壓裂中破膠劑的生產(chǎn)工藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]頁(yè)巖氣是典型的非常規(guī)天然氣，產(chǎn)自極低孔滲、以富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖為主的儲(chǔ)集巖系中。頁(yè)巖氣的形成與富集為自生自儲(chǔ)、以游離氣和吸附氣為主、原位飽和富集于以頁(yè)巖為主的儲(chǔ)集巖系的微-納米級(jí)孔隙、裂縫與礦物顆粒表面口。頁(yè)巖氣常被稱(chēng)為“人造氣藏”，開(kāi)采必須通過(guò)大型人工儲(chǔ)層造縫（網(wǎng)）才能形成工業(yè)生產(chǎn)能力。
[0003]頁(yè)巖氣，其初期產(chǎn)量一般較高、早期遞減較快，后期低產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)且生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)（一般30~50年）。21世紀(jì)以來(lái)，隨著頁(yè)巖氣地質(zhì)與開(kāi)發(fā)理論的創(chuàng)新和勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步，尤其是水平井鉆完井與分段 壓裂技術(shù)的進(jìn)步及規(guī)模推廣應(yīng)用，頁(yè)巖氣邁進(jìn)了大發(fā)展階段。為了破開(kāi)儲(chǔ)藏頁(yè)巖氣的巖層，需要以壓裂液為媒介，傳導(dǎo)壓力來(lái)壓裂地層深處的巖層。
[0004]壓裂完成后，還需要將壓裂液抽回以保證氣體順利排出，這個(gè)過(guò)程中就需要降低壓裂液的粘度以使得壓裂液充分返排，并盡可能減少耗能，這種情況下就需要加入合適的“破膠劑”。因此，選擇和設(shè)計(jì)合理的破膠劑，使破膠的時(shí)機(jī)更加合適（不提前破膠），同時(shí)破膠的最終結(jié)果也更加充分，對(duì)于破膠過(guò)程的順利完成十分重要。
[0005]早在上世紀(jì)80年代,美國(guó)的Burnham、Nolte和Walls就相繼報(bào)道了制備膠囊型破膠劑可以實(shí)現(xiàn)延緩破膠，80年代末,HalIiburton和DowelI、Schlumberger等公司相繼開(kāi)展了膠囊破膠劑的室內(nèi)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工作，自從1989年4季度首次在現(xiàn)場(chǎng)使用膠囊型破膠劑以來(lái)，膠囊型破膠劑曾在北美的數(shù)百口油氣井中使用。與常規(guī)破膠劑相比，膠囊型破膠劑其返排率增加需要抽汲的井大為減少，累計(jì)產(chǎn)量和初始產(chǎn)量都明顯增加。
[0006]但是，傳統(tǒng)的膠囊型破膠劑也存在一定的不足，目前，市面上的所謂“商用微膠囊破膠劑”，粒徑范圍都在O. 4~O. 8mm(20~40目），因此很難在高粘度的壓裂液環(huán)境中分散和擴(kuò)散，很有可能導(dǎo)致最終壓裂不充分等情況的發(fā)生，尤其是巖層中微孔道無(wú)法及時(shí)破膠，使得產(chǎn)氣率大幅下降。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，流化床方法生產(chǎn)的商品化頁(yè)巖氣壓裂液用膠囊型破膠劑，其已經(jīng)可以大規(guī)模生產(chǎn)和銷(xiāo)售，采用上述現(xiàn)有技術(shù)所得的微膠囊破膠劑粒徑一般為20~40目(O. 4~O. 8mm)，破膠劑有效含量為60~70%以上。但是其粒徑過(guò)大，破膠藥劑釋放出來(lái)后無(wú)法在高粘度的壓裂液中充分?jǐn)U散，從而不利于巖層中壓裂液的充分破膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法；采用本發(fā)明方法所得的超微膠囊型破膠劑的粒徑僅為5~50 μ m ;其能解決巖層微裂縫中壓裂液充分破膠的問(wèn)題。
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，包括以下步驟：[0010]I)、配方：
[0011]
【權(quán)利要求】
1.頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，其特征是包括以下步驟: 1)、配方:破膠劑飽和溶液65-75%,多孔微球9~11%, 熱傳.型材料5.5~10.5%，
W離了.型乳化劑或111性乳化劑 5.5-10.5%,
陰離子_型乳他劃2-6%, 上述％為質(zhì)量％； 所述多孔微球?yàn)?通過(guò)微乳液的方法制備獲得的粒徑分布為10~30 μ m的乙基纖維素微球； 2)、多孔微球負(fù)載: 將多孔微球加入破膠劑飽和溶液中，在維持熱熔型材料熔點(diǎn)以上5~10°C溫度的恒溫水浴鍋內(nèi)持續(xù)攪拌0.4~0.6小時(shí)，從而使破膠劑負(fù)載在多孔微球上； 3)、熱熔型包衣的形成: 在步驟2)的所得物中，加入熱熔型材料、陰離子型乳化劑、陽(yáng)離子型乳化劑/中性乳化劑進(jìn)行均勻混合，并加熱至熱熔型材料融化；得乳狀分散液； 4)、包覆層穩(wěn)定化: 將步驟3)所得的乳狀分散液于O~10°C的冷水浴進(jìn)行冷卻，并在冷卻過(guò)程中持續(xù)攪拌，直至熱熔型材料冷卻凝固并包覆在微球外部，形成了封閉型包覆層，從而得到超微膠囊型破膠劑的乳狀分散液； 5)、抽濾、洗滌、干燥: 對(duì)步驟4)所得的乳狀分散液進(jìn)行抽濾，從而獲得超微膠囊型破膠劑；用離子水洗滌后，于25~35 °C烘干至恒重。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，其特征是: 所述破膠劑飽和溶液為檸檬酸鈉的飽和水溶液或過(guò)硫酸銨的的飽和水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，其特征是: 乙基纖維素微球的制備方法為依次包括以下步驟: ①、將0.8g的乙基纖維素溶解在9~Ilg的乙酸乙酯中，使用磁力攪拌儀以800~.1200rpm充分?jǐn)嚢?.8~1.2h，作為油相前驅(qū)體； ②、將2g的SDS溶解在95~105g的乙酸乙酯飽和水溶液中，使用磁力攪拌儀以800~.1200rpm充分?jǐn)嚢?.8~1.2h，作為水相反應(yīng)體系； ③、將步驟①所得的油相前驅(qū)體緩慢加入至步驟②所得的水相反應(yīng)體系中，持續(xù)攪拌.0.8~1.2h，得到乙基纖維素微球的乳狀分散液； ④、先將Ig的SDS溶解在280~320g的去離子水中形成水溶液；然后加入步驟③所得的乳狀分散液；使用磁力攪拌儀持續(xù)以800~1200rpm充分?jǐn)嚢?.8~1.2h ; ⑤、將步驟④的所得物進(jìn)行抽濾洗滌并干燥，得乙基纖維素微球。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，其特征是:所述熱熔型材料為動(dòng)物蠟、植物蠟、礦物蠟、石油蠟、合成蠟其中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，其特征是:所述陰離子型乳化劑為十二烷基磺酸鈉；所述陽(yáng)離子型乳化劑為十六烷基三甲基溴化銨；所述中性乳化劑為Emulsifier (OP-1O)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頁(yè)巖氣壓裂液用超微膠囊型破膠劑的制備方法，其特征是:所述步驟I)的配方為:
【文檔編號(hào)】C09K8/62GK104031628SQ201410220307
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】郭興忠, 韓達(dá)新, 楊輝, 駱仲泱, 王濤 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)