可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑scd配制方法
【技術領域】：
[0001] 本發明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，特別提供可燃 冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD配制方法。
[0002] 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：
[0003] 可燃冰因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所W又被稱作"可燃冰"（英譯 為；Flamm油leice)或者"固體瓦斯"和"氣冰"。可燃冰是天然氣水合物（化化ralGas Hy化ate,簡稱GasHy化ate)。在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH 值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形 結晶化合物，即可燃冰。可燃冰中的碳原子電負性較大，在高壓下能吸引與之相近的氨原子 形成氨鍵，構成籠狀結構。
[0004] 海洋可燃冰形成機理；海水溫度分為恒溫層、溫躍層、低溫層。海平面至水深350 米左右處為恒溫層，溫度32°C~25°C。水深350米W下至近海底為溫躍層，溫度急劇下降， 海水溫度從25°C下降到2°C。超過溫躍層的臨近海底為低溫層，海水溫度2°C~rC。海水 鹽度隨海水深度的增加而增加。
[0005] 恒溫層的海水鹽度低，溫躍層的海水鹽度急劇增加，低溫層的海水鹽度最高。
[0006] 恒溫層的海水壓力低，溫躍層的海水壓力急劇增加，低溫層的海水壓力最高。
[0007] 當海水溫度下降到1(TCW下，壓力上升到lOMPaW上，甲焼、己焼等姪類、二氧化 碳、氮氣會形成水合物。
[0008] 可燃冰在自然界廣泛分布在大陸永久凍±、島鳴的斜坡地帶、活動和被動大陸邊 緣的隆起處、極地大陸架W及海洋和一些內陸湖的深水環境。在標準狀況下，一單位體積的 氣水合物分解最多可產生164單位體積的甲焼氣體，因而其是一種重要的潛在未來資源。
[0009] 按照分布分類，可W分為大陸永久凍±可燃冰、海底齡泥可燃冰、海底巖石可燃 冰。
[0010] 可燃冰使用方便，燃燒值高，清潔無污染。全球可燃冰的儲量是現有天然氣、石油 儲量的幾倍，具有廣闊的開發前景。
[0011] 在低溫、高壓、甲焼氣體濃度大于溶解度條件下形成的一種結晶狀的固體物質，且 穩定存在于溫度為0~10°C、壓力大于lOMPa的環境中。
[0012] 可燃冰原始資源量=堆積層體積X砂層比例X孔隙率X可燃冰飽和率X體積 倍率X籠體占有率。
[0013] 在可燃冰原始資源量基礎上，乘W甲焼氣采收率則是可燃冰可采資源量。
[0014] 世界上絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，據估算，海洋里天然氣水合物的 資源量是陸地上的100倍W上。據最保守的統計，全世界海底天然氣水合物中膽存的甲焼 總量約為1.8億億立方米（18000Xl〇i2m3)，約合1. 1萬億噸（11Χ1〇?2。，如此數量巨大的 能源是人類未來動力的希望，是21世紀具有良好前景的后續能源。
[0015] 可燃冰被西方學者稱為"21世紀能源"或"未來新能源"。迄今為止，在世界各地 的海洋及大陸地層中，已探明的"可燃冰"儲量已相當于全球傳統化石能源（煤、石油、天然 氣、油頁巖等）儲量的兩倍W上，其中海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年。
[0016] 中國凍±又可分為高締度多年凍±和高海拔多年凍±，前者分布在東北地區，后 者分布在西部高山高原及東部一些較高山地（如大興安嶺南端的黃崗梁山地、長白山、五 臺山、太白山）。中國大陸永久凍±賦存大量的可燃冰。
[0017] 中國海底齡泥和海底巖石賦存大量的可燃冰。我國首次發現世界上規模最大的 "冷泉"碳酸鹽巖"可燃冰"分布區，其面積約為430平方公里。
[0018] 中國海底冷泉碳酸鹽巖、自生碳酸鹽巖發現可燃冰。中國大陸砂巖、粉砂巖、泥巖 的永久凍±發現可燃冰。中國在祁連山南緣永久凍±層之下發現的天然氣水合物，井深 130~396m，呈薄層狀、團塊狀，賦存于泥質粉砂巖、細砂巖、泥巖的裂隙面上，組分主要是 甲焼氣體，還有少量己焼、丙焼等姪類氣體，是一種純度高、類型新的水合物資源。
[0019] 美國、日本等很多國家都發現并試采出可燃冰，目前還沒有成功工業化開采。降 壓、過冷液化、環保是可燃冰開采的Η大難題。降壓、過冷液化、環保又是一個系統工程。
[0020] 本發明的目的是提供一種可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD配制方法。 本發明有Η點創新：第一，在可燃冰儲層內過冷液化降凝游離甲焼。在可燃冰儲層內降低凝 固點，使可燃冰固體變為過冷液體，成為自由流動的液體，甲焼自然游離成氣體。第二，在可 燃冰儲層內納米孔縫降壓降凝游離甲焼。SCD液體溶解溶蝕納米孔縫中的充填物、膠結物， 擴大納米孔縫，降低孔縫壓力，降低凝固點，甲焼自然也游離成氣體。第Η，在可燃冰儲層內 游離自由流動，安全環保。特別強調的是過冷液化與納米孔縫降壓必須同時進行，加快了降 凝游離甲焼氣速度。可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD是安全環保的降凝游離甲 焼氣的關鍵方法。
[0021] 可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD解決了大陸永久凍±可燃冰、海底齡 泥可燃冰、海底巖石可燃冰工業化生產的關鍵技術。
[0022] 可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD需求量大、市場大、需求時間具有持 久性。可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD的經濟效益、社會效益都是難W估量的。 可燃冰的工業化生產，完全改變能源格局，既保證了國家能源安全，又可W解決大量的就 業，為國家創造大量經濟收入。
[0023] 可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD實例見表1。
[0024] 表1可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD實例
[00 巧]
[0026] 實例1.本發明提供了一種碳酸鹽巖可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD。。 配制方法。
[0027] SCD。。水溶液的配方；0. 2 %~5 %過冷液化劑CLAca+0. 2 %~0. 8 %酸基壓裂液 VCFaca或溶解壓裂液CFsca+0. 2 %~0. 4 %潛在酸CAPca+0. 2 %~0. 4 %緩速酸CArca。 巧％~12% [31% 肥l]+0. 5%~2% [40%HF]+10%~60%鹽水或海水+10%~60%清 水。
[0028] 過冷液化劑CLA。。的配制：從易溶于水，相對分子質量小于500,其凝固 點-2(TC~-rC的有機過冷劑、無機冰點下降劑和陽離子潤濕劑中選擇，目標是溶解溶蝕 碳酸鹽巖中的充填物、膠結物，游離可燃冰最好。
[0029] 實例2.本發明提供了一種煤層可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑SCD。。配制 方法。
[0030] SCD。。水溶液的配方；0. 2 %~5 %過冷液化劑CLAc"+0. 2 %~0. 8 %酸基壓裂液 VCFaco或溶解壓裂液CFsco+0. 2 %~0. 4 %潛在酸CAPco+0. 2 %~0. 4 %緩速酸CArco。 +0%~12% [31% 肥 1]+0%~2% [40%HF]+10%~60%鹽水或海水+10%~60%清水。
[0031] 過冷液化劑CLA。。的配制：從易溶于水，相對分子質量小于500，其凝固 點-2(TC~-rC的有機過冷劑、無機冰點下降劑和陽離子潤濕劑中選擇，目標是溶解溶蝕 煤巖中的充填物、膠結物，游離可燃冰最好。
[0032] 實例3.本發明提供了一種砂巖、粉砂巖可燃冰過冷液化和納米孔縫降壓降凝劑 SCD,。配制方法。
[0033]SCD,。水溶液的配方；0.2 %~5 %過冷液化劑ClAa+0.2 %~0.8 %酸基壓裂液 VCFasa或溶解壓裂液CFssa+0. 2 %~0. 4 %潛在酸CAPsa+0. 2 %~0. 4 %緩速酸C