超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE配制方法技術

本發明專利技術屬地下能源開發儲層改造。其特征是根據巖石成分，配制的超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。SSE易進入納米孔縫，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSE可以單獨使用，也可以與液態二氧化碳或液氮混合壓入地層冷縮冷脹造縫。使用SSE壓裂液實現不加砂壓裂。由于各種礦物成分冷縮脆性的非均勻性，SSE造縫難以閉合。靜態和動態腐蝕速率低于行業標準，施工作業可以不換管柱。

【技術實現步驟摘要】

：本專利技術屬于地下能源開發增儲增產儲層改造中壓裂使用的壓裂液，特別提供超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE配制方法。注：溶解是指溶質分散于溶劑中成為溶液的物理過程。技術背景：中國的油氣藏、煤層氣、頁巖氣儲層都是超致密的，不壓裂就沒有產能。吸附氣、吸附油都是以吸附態儲集在納米孔隙中。絕大多數井都必須壓裂，壓裂都必須加砂。巖石不易碎，難壓裂造縫。用瓜爾膠堵塞納米、微米孔縫，不用瓜爾膠難以攜砂壓裂。所有的壓裂都必須破膠，低溫破膠是難題。高溫時壓裂液粘彈性變差，難攜砂。砂易壓碎堵塞孔縫，極大降低導流能力。李冰父子最早用熱脹冷縮原理造縫，在冬天用火燒，澆冰水凍裂石縫，開掘都江堰寶瓶口，使水流入成都平原灌溉。冷縮造縫實例很多：巖石低溫破碎，凍融損傷、凍融壩基破碎、凍融路基破碎、凍土巖石冷破裂。停注一段時間，超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE與孔縫中的地層水混合后被稀釋，濃度降低；然后升溫，在孔縫中結冰，冷脹造縫。巖石的礦物成分異常復雜，各種礦物的熱脹冷縮冷脹造縫是非均勻的，即使地層溫度恢復到原有地層溫度，熱脹冷縮冷脹生成的裂縫絕不可能閉合成原狀。本專利技術的目的是提供一種溶解溶蝕通縫擴喉，擴大納米孔縫，再冷縮冷脹造縫，不加砂造縫的納米壓裂液。本專利技術的關鍵是1％～10％超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE的水溶液是超低溫過冷流體。國際原始創新，達到國際領先水平的創新點：超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。SSE易進入納米孔縫，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSE可以單獨使用，也可以與液態二氧化碳或液氮混合壓入地層冷縮冷脹造縫。使用SSE壓裂液實現不加砂壓裂。由于各種礦物成分冷縮脆性的非均勻性，SSE造縫難以閉合。超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE成本低，易于現場施工操作，是進行不加砂壓裂的關鍵壓裂液，成本更低，更易施工，便于推廣應用。超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE需求量大、市場大、需求時間具有持久性；經濟效益、社會效益都是難以估量的。地下滲流態和吸附態能源開采、地熱和干熱巖熱源的開發利用，都需要用超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE進行不加沙壓裂。利用超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE開發地熱，可以在控制降雨，在干旱地區抗旱、沙漠快速綠化、地震防震減災、地震能源開發利用中發揮極其重要的作用。超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE不但可以解決大量的就業，更重要地是保證全國各行各業高速增長的能源需求、抗旱、沙漠快速綠化，同時為國家創造大量經濟收入；地震能源開發利用，減少地震人員傷亡、財產損失。超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE的實例見表1。表1超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE的實例實例1.本專利技術提供了一種煤巖超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液(型號SSEco)，其優點是煤巖溶蝕率最大、煤層破裂壓力下降最大、煤層壓裂施工壓力下降最大，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。重點溶蝕煤粉、孔縫中的膠結物和充填物。適應于煤層不加沙壓裂，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSEco可以在煤層單獨進行不加沙壓裂，也可以與液態二氧化碳或液氮混合進行不加沙壓裂。由于煤層各種礦物成分冷縮性的非均勻性，SSEco在煤層不加沙壓裂造縫難以閉合。SSEco配方：0.2％～5％超低溫過冷液化劑SSLco+0.2％～5％酸基壓裂液VCFaco或溶解壓裂液CFsco+0.2％～5％潛在酸CAPco+0.2％～5％緩速酸CArco+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。實例2.本專利技術提供了一種砂巖超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液(型號SSEsa)，其優點是砂巖溶蝕率最大、砂巖儲層破裂壓力下降最大、砂巖儲層壓裂施工壓力下降最大，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。重點溶蝕砂巖及孔縫中的膠結物和充填物。適應于砂巖儲層不加沙壓裂，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSEsa可以在砂巖儲層單獨進行不加沙壓裂，也可以與液態二氧化碳或液氮混合進行不加沙壓裂。由于砂巖儲層各種礦物成分冷縮性的非均勻性，SSEsa在砂巖儲層不加沙壓裂造縫難以閉合。SSEsa配方：0.2％～5％超低溫過冷液化劑SSLsa+0.2％～5％酸基壓裂液VCFasa或溶解壓裂液CFssa+0.2％～5％潛在酸CAPsa+0.2％～5％緩速酸CArsa+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。實例3.本專利技術提供了一種頁巖超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液(型號SSEsh)，其優點是頁巖溶蝕率最大、頁巖儲層破裂壓力下降最大、頁巖儲層壓裂施工壓力下降最大，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。重點溶蝕頁巖及孔縫中的膠結物和充填物。適應于頁巖儲層不加沙壓裂，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSEsh可以在頁巖儲層單獨進行不加沙壓裂，也可以與液態二氧化碳或液氮混合進行不加沙壓裂。由于頁巖儲層各種礦物成分冷縮性的非均勻性，SSEsh在頁巖儲層不加沙壓裂造縫難以閉合。SSEsh配方：0.2％～5％超低溫過冷液化劑SSLsh+0.2％～5％酸基壓裂液VCFash或溶解壓裂液CFssh+0.2％～5％潛在酸CAPsh+0.2％～5％緩速酸CArsh+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。實例4.本專利技術提供了一種花崗巖超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液(型號SSEgr)，其優點是花崗巖溶蝕率最大、花崗巖儲層破裂壓力下降最大、花崗巖儲層壓裂施工壓力下降最大，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。重點溶蝕花崗巖及孔縫中的膠結物和充填物。適應于花崗巖儲層不加沙壓裂，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSEgr可以在花崗巖儲層單獨進行不加沙壓裂，也可以與液態二氧化碳或液氮混合進行不加沙壓裂。由于花崗巖儲層各種礦物成分冷縮性的非均勻性，SSEgr在花崗巖儲層不加沙壓裂造縫難以閉合。SSEgr配方：0.2％～5％超低溫過冷液化劑SSLgr+0.2％～5％酸基壓裂液VCFagr或溶解壓裂液CFsgr+0.2％～5％潛在酸CAPgr+0.2％～5％緩速酸CArgr+2％～12％[31％HCl]+0.5％～2％[40％HF]。實例5.本專利技術提供了一種碳酸鹽巖超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液(型號SSEca)，其優點是碳酸鹽巖溶蝕率最大、碳酸鹽巖儲層破裂壓力下降最大、碳酸鹽巖儲層壓裂施工壓力下降最大，在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體。重點溶蝕碳酸鹽巖及孔縫中的膠結物和充填物。適應于碳酸鹽巖儲層不加沙壓裂，溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。SSEca可以在碳酸鹽巖儲層單獨進行不加沙壓裂，也可以與液態二氧化碳或液氮混合進行不加沙壓裂。由于本文檔來自技高網...

【技術保護點】
超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE配制方法，其特征在于其造縫原理是溶解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。配制的總原則是：配制的SSE水溶液在溫度?200℃～?10℃范圍內是超低溫過冷流體，仍可以自由流動。將SSE水溶液壓入地層后進入納米孔縫，溶解溶蝕納米孔縫中的充填物、膠結物和部分溶解溶蝕孔縫壁面，溝通擴大納米孔縫；同時突變型急劇快速降低巖層溫度，冷縮巖石迫使巖石超低溫非均勻冷縮造縫。停注一段時間，使注入液體與孔縫中的地層水混合，一方面超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE被稀釋，濃度降低；另一方面升溫，在孔縫中結冰，冷脹造縫。由于巖石礦物成分分布的非均勻性，各種礦物成分冷縮脆性的非均勻性，即使恢復到原始溫度，溶解溶蝕擴大納米孔縫、冷縮造縫、冷脹造縫難以閉合。

【技術特征摘要】
1.超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE配制方法，其特征在于其造縫原理是溶
解溶蝕擴大納米孔縫、超低溫過冷冷縮造縫、結冰冷脹造縫。配制的總原則是：配制的SSE
水溶液在溫度-200℃～-10℃范圍內是超低溫過冷流體，仍可以自由流動。將SSE水溶液壓
入地層后進入納米孔縫，溶解溶蝕納米孔縫中的充填物、膠結物和部分溶解溶蝕孔縫壁面，
溝通擴大納米孔縫；同時突變型急劇快速降低巖層溫度，冷縮巖石迫使巖石超低溫非均勻冷
縮造縫。停注一段時間，使注入液體與孔縫中的地層水混合，一方面超低溫過冷收縮與擴大
納米孔縫壓裂液SSE被稀釋，濃度降低；另一方面升溫，在孔縫中結冰，冷脹造縫。由于巖
石礦物成分分布的非均勻性，各種礦物成分冷縮脆性的非均勻性，即使恢復到原始溫度，溶
解溶蝕擴大納米孔縫、冷縮造縫、冷脹造縫難以閉合。
2.按照權利要求1所述的配制方法，其特征在于配制的超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫
壓裂液SSE的主要性能為溶解溶蝕溝通擴大納米孔縫、冷縮造縫、冷脹造縫共同造縫。2％
超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂液SSE的總目標為：有機氯含量為0；凝固點-200℃～
-10℃；閃點100℃～200℃；巖芯驅替降阻率20％～90％；溶解溶蝕粘土礦物(高嶺石、鈉
膨潤土、伊利石、綠泥石)、石英、方解石、白云石、長石、礫巖、砂巖、粉砂巖、砂質泥巖、
煤粉、花崗巖等巖石的溶解率大于0.5％；納米孔縫擴大20％～100％；防膨率70％～150％；
殘渣量0mg/L～200mg/L；Amott-Harvey潤濕指數-0.3～0.5；水敏指數-0.01～-10；酸敏指
數-0.01～-10；N-80鋼片90℃靜態腐蝕速率小于4g/(m2*h)；90℃動態腐蝕速率小于30g/
(m2*h)。靜態和動態腐蝕速率低于行業標準，施工作業可以不換管柱。只要配制的水滿足
國家《污水綜合排放標準》，配制的SCD滿足國家《污水綜合排放標準》；只要地層水滿足
圍家《污水綜合排放標準》，SCD施工后返排的地層水滿足國家《污水綜合排放標準》。
3.按照權利要求1-2所述的配制方法，其特征在于超低溫過冷收縮與擴大納米孔縫壓裂
液SSE配方：0.2％～5％超低溫過冷液化劑SSL+0.2％～5％酸基壓裂液VCFa或溶解壓裂液
CFs+0.2％～5％潛在酸CAP+0.2％～5％緩速...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馮文光，馮博，馮妍，馮卓，
申請(專利權)人：成都能生材科技開發有限責任公司，
類型：發明
國別省市：四川;51