【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于石油開采，具體涉及一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系及其制備方法與應用。
技術介紹
1、在頁巖油藏開發領域，壓裂技術是提高油氣井產量和采收率的關鍵措施之一。傳統的壓裂液體系主要包括水基壓裂液、油基壓裂液和醇基壓裂液等。然而，這些傳統壓裂液體系在實際應用中均存在一定的局限性。
2、隨著油氣勘探開發向深層、非常規油氣藏領域的拓展，地層條件更加復雜，對壓裂技術提出了更高的要求。例如，深層油氣藏溫度和壓力較高，地層巖石致密、孔隙度低，常規壓裂液難以有效壓開地層并形成復雜的裂縫網絡，從而無法實現高效的油氣開采。
3、泡沫壓裂技術作為一種新型的壓裂技術應運而生。泡沫壓裂液是由氣相（通常為氮氣、二氧化碳等氣體）、液相（水或其他液體添加劑）和表面活性劑等添加劑組成的多相體系。其獨特的泡沫結構賦予了壓裂液許多優異的性能。首先，泡沫壓裂液具有較低的濾失量，能夠減少壓裂液在地層中的漏失，提高壓裂液的利用率，降低對地層的傷害。其次，泡沫的存在使其具有較好的攜砂能力，能夠將支撐劑有效地輸送到地層裂縫中，保持裂縫的導流能力。此外，泡沫壓裂液具有較高的視粘度，在高壓條件下能夠更好地控制裂縫的擴展，形成更為復雜的裂縫網絡，有利于提高油氣井的產量和采收率。
4、然而，現有的泡沫壓裂技術仍存在一些問題需要進一步解決。例如，泡沫的穩定性難以精確控制，在高溫高壓條件下，泡沫容易破裂，導致壓裂液性能下降；泡沫壓裂液的配方較為復雜，各組分之間的協同作用機制尚未完全明確，在不同地層條件下的適應性有待提高；泡沫壓裂液的制備工藝和施
5、cn104312563b公開了一種陽離子型微泡鉆井液用表面活性劑及其制備方法，由乙烯基陽離子單體a、乙烯基酰胺化合物b按質量比10：1~10的比例混合后，加入相對分子質量調節劑，經自由基共聚而得到，其平均相對分子質量在1000~4000之間。但是該專利技術發泡性能及穩泡性能較差，實際應用中效果很難滿足現場需求。
6、cn102020981a公開了一種耐溫抗鹽低張力泡沫驅油劑及其制備方法，由烷醇酰胺、雙極性基表面活性劑和水，在40-60℃下持續攪拌至完全溶解制得。該專利技術的耐溫抗鹽低張力泡沫劑適用溫度50-120℃、礦化度為0-100,000ppm條件下的三次采油。但是該泡沫劑主劑是烷醇酰胺和雙極性表面活性劑，烷醇酰胺易于水解，高溫穩定性差，在地層中容易失效，應用受到限制。
技術實現思路
1、本專利技術針對上述現有技術存在的不足而提供一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系及其制備方法與應用。本專利技術的泡沫壓裂液體系發泡體積大、半衰期長的優點。
2、本專利技術目的之一公開了一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系，所述泡沫壓裂液體系組成及組份如下：
3、發泡劑????0.1-0.3質量份；
4、穩泡劑????0.05-0.2質量份；
5、模擬水????100質量份。
6、所述穩泡劑為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯醇、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或幾種。
7、所述模擬水含有1wt%氯化鈉、0.1wt%氯化鈣、0.05wt%碳酸氫鈉，其余為水，其ph值為7.5。
8、所述發泡劑的分子結構式如下：
9、。
10、本專利技術的另一個目的公開了上述泡沫壓裂液體系的制備方法，所述的制備方法具體步驟如下：
11、（1）反應器中加入月桂亞氨基二丙酸二鈉、溶劑、1-溴-6-(三甲基銨)己基溴，攪拌均勻，加熱回流，用氫氧化鈉調節并維持ph為8-9；
12、（2）減壓蒸餾得到粘稠液體，用乙酸乙酯重結晶，得到固體，烘干，得到發泡劑；
13、（3）將發泡劑、穩泡劑、模擬水按比例攪拌均勻，得到產品泡沫壓裂液體系。
14、在本專利技術中，優選地，基于1摩爾份月桂亞氨基二丙酸二鈉，所述的1-溴-6-(三甲基銨)己基溴的用量為0.8-1.2摩爾份；更優選地，基于1摩爾份月桂亞氨基二丙酸二鈉，所述的1-溴-6-(三甲基銨)己基溴的用量為0.9-1.1摩爾份。
15、優選地，步驟（1）中，所述溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇中的一種，更優選為乙醇、異丁醇中的一種，與月桂亞氨基二丙酸二鈉的重量比為20-40：1。
16、優選地，步驟（1）中所述的加熱回流時間24-72h。
17、優選地，步驟（3）中所述的穩泡劑為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯醇、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或幾種。
18、本專利技術發泡劑的合成反應方程式如下：
19、
20、
21、本專利技術第三個目的公開了上述泡沫壓裂液體系在頁巖油藏壓裂中的應用。
22、本專利技術的頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系是由發泡劑、穩泡劑和水組成。發泡劑為兩性表面活性劑。親油基團為脂肪烷基，親水基團為雙羧酸、雙季銨鹽。當對本專利技術進行攪拌或鼓泡時，空氣會進入溶液中形成氣泡。氣泡接觸碰撞時，由于起泡劑分子及其極性基的水化層在中間起到緩沖作用，氣泡較難兼并，小氣泡因此容易保存下來。此外，起泡劑還能使氣泡表面具有彈性，當氣泡受到振動或外力作用時，能夠保持其形狀和穩定性。穩泡劑能夠控制氣泡液膜的結構穩定性，使表面活性劑分子在氣泡的液膜上有秩序地分布，從而賦予泡沫良好的彈性和自修復能力。
23、本專利技術與現有技術相比具有如下優點和有益效果：
24、（1）本專利技術頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系具有發泡體積大的特點，室溫下達到800ml及以上；
25、（2）本專利技術頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系具有半衰期長的特點，室溫下達到1300s以上。
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1.一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系，其特征在于，所述泡沫壓裂液體系組成及組份如下：
2.一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，所述的制備方法具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，基于1摩爾份月桂亞氨基二丙酸二鈉，所述的1-溴-6-(三甲基銨)己基溴的用量為0.9-1.1摩爾份。
4.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇中的一種，與月桂亞氨基二丙酸二鈉的重量比為20-40：1。
5.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，步驟（1）中所述的加熱回流時間24-72h。
6.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述的穩泡劑為羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙烯醇、月桂基聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或幾種。
7.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在
8.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述發泡劑、穩泡劑、模擬水的質量比0.1-0.3：0.05-0.2：100。
9.根據權利要求1所述壓裂液體系在頁巖油藏壓裂中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系，其特征在于，所述泡沫壓裂液體系組成及組份如下：
2.一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，所述的制備方法具體步驟如下：
3.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，基于1摩爾份月桂亞氨基二丙酸二鈉，所述的1-溴-6-(三甲基銨)己基溴的用量為0.9-1.1摩爾份。
4.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇中的一種，與月桂亞氨基二丙酸二鈉的重量比為20-40：1。
5.根據權利要求2所述一種頁巖油藏氮氣泡沫壓裂液體系的制備方法，其特征在于，步驟（1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧武忠，劉紅軍，姚偉，桑廣杰，王慶，楊萌萌，劉玄哲，劉中玉，劉洪恩，范志興，王念壘，張鴻飛，趙明秀，隋倩倩，李肖，
申請(專利權)人：東營匯聚豐石油科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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