CN102977878A - 一种植物胶压裂液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种植物胶压裂液及其制备方法。目前油田所使用的压裂液，大多以羟丙基胍胶作为稠化剂，成本较高。本发明将水、甘油和硼砂反应得到有机硼交联剂；将钛酸丁酯、三乙醇胺和甘油反应得到有机钛高温稳定剂；用水和魔芋胶混合制得基液后，加入有机硼交联剂和有机钛高温稳定剂，制得植物胶压裂液。本发明的压裂液采用了魔芋胶作为稠化剂，该稠化剂具有良好的粘度和耐温耐剪切性能，采用自制的有机硼交联剂，该交联剂的交联密度和交联强度较高，另外又添加有机钛高温稳定剂，使得魔芋胶压裂液具有良好的耐温耐剪切性能，并且破胶后的残渣含量极低，对地表的伤害度极低。

Description

一种植物胶压裂液及其制备方法
技术领域
    本发明涉及一种压裂液，具体涉及一种植物胶压裂液及其制备方法。 
背景技术
随着勘探技术的发展，油藏储油层越来越深，地层温度和地层水矿化度越来越高，因此研究高温油藏以提高采收率显得非常重要。研究适合高温油藏的压裂液体系，可为解决油田提高最终采收率的技术难题提供方法，有着巨大的实际应用价值。所以，耐高温稠化剂及其压裂液体系的研究是高温油藏压裂增产的最重要研究内容。 
目前油田所使用的压裂液，大多以羟丙基胍胶作为稠化剂，能够形成性能稳定的压裂液，具有良好的耐温耐剪切性能，但是瓜尔胶主要产自印度和巴基斯坦，国内无法大规模生产，其价格波动较大，因此寻找一种可以替代胍胶的胶类具有相当大的研究空间。 
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好耐温耐剪切性能和低伤害度的植物胶压裂液及其制备方法。 
本发明所采用的技术方案是： 
一种植物胶压裂液的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：将100-140重量份的水加入到反应釜中，加热至80-90℃，再加入90-110重量份的甘油，在搅拌条件下，慢慢加入90-110重量份的硼砂，在此温度下反应100-150分钟，完全反应后得到有机硼交联剂；
步骤二：将90-110重量份的钛酸丁酯加入到反应釜中，加热至60-90℃，在搅拌条件下，加入70-90重量份的三乙醇胺，30-60分钟以后加入70-90重量份的甘油，在此温度下反应160-200分钟即得有机钛高温稳定剂；
步骤三：量取80-100重量份水，倒入搅拌器中，缓慢加入0.2-0.4重量份的魔芋胶，加入的过程中控制加入速度以杜绝形成鱼眼，并时刻调整转速以保证旋涡状态；之后继续搅拌使之充分溶解形成均匀的溶液，制得所需的基液；在制得的基液里，直接加入1-3重量份的有机硼交联剂和0.2-0.4重量份的有机钛高温稳定剂，用玻璃棒搅拌直至形成能调挂的均匀冻胶，即制得魔芋胶压裂液。
一种如所述的植物胶压裂液的制备方法制得的植物胶压裂液。 
    本发明具有以下优点： 
本发明的压裂液采用了魔芋胶作为稠化剂，魔芋葡甘聚糖(KGM)是魔芋胶中的主要成分，是一种水溶性较好的非离子型多糖，具有分子量大、增稠能力强、不带电荷等特性，具有优良的凝胶性能，因此该稠化剂具有良好的粘度和耐温耐剪切性能，然后采用了自制的有机硼交联剂，该交联剂的交联密度和交联强度较高，另外又添加了有机钛高温稳定剂，使得魔芋胶压裂液具有良好的耐温耐剪切性能，并且破胶后的残渣含量极低，对地表的伤害度极低。
附图说明
图1：未加高温稳定剂的压裂液的耐温测试图。 
图2：加高温稳定剂后的压裂液的耐温测试图。 
图3：未加高温稳定剂的压裂液的耐剪切测试图。 
图4：加高温稳定剂后的压裂液的耐剪切测试图。 
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。 
魔芋胶在国内大规模生产，来源广泛，价格也远远低于胍胶，并且所形成的压裂液同样具有良好的耐温耐剪切性能。 
本发明所述的植物胶压裂液就是采用了魔芋胶作为稠化剂制备的，魔芋葡甘聚糖(KGM)是魔芋胶中的主要成分，是一种水溶性较好的非离子型多糖，具有分子量大、增稠能力强、不带电荷等特性，具有优良的凝胶性能。具体制备方法如下： 
步骤一：将100-140重量份的水加入到反应釜中，加热至80-90℃，再加入90-110重量份的甘油，在搅拌条件下，慢慢加入90-110重量份的硼砂，在此温度下反应100-150分钟，完全反应后得到有机硼交联剂；
步骤二：将90-110重量份的钛酸丁酯加入到反应釜中，加热至60-90℃，在搅拌条件下，加入70-90重量份的三乙醇胺，30-60分钟以后加入70-90重量份的甘油，在此温度下反应160-200分钟即得有机钛高温稳定剂；
步骤三：量取80-100重量份水，倒入搅拌器中，缓慢加入0.2-0.4重量份的魔芋胶，加入的过程中杜绝形成鱼眼，并时刻调整转速以保证旋涡状态；之后继续搅拌使之充分溶解形成均匀的溶液，制得所需的基液；在制得的基液里，直接加入1-3重量份的有机硼交联剂和0.2-0.4重量份的有机钛高温稳定剂，用玻璃棒搅拌直至形成能调挂的均匀冻胶，即制得魔芋胶压裂液。
实施例1： 
步骤一：将100重量份的水加入到反应釜中，加热至80℃，再加入90重量份的甘油，在搅拌条件下，慢慢加入90重量份的硼砂，在此温度下反应100分钟，完全反应后得到有机硼交联剂；
步骤二：将90重量份的钛酸丁酯加入到反应釜中，加热至60℃，在搅拌条件下，加入70重量份的三乙醇胺，30分钟以后加入70重量份的甘油，在此温度下反应160分钟即得有机钛高温稳定剂；
步骤三：量取80重量份水，倒入搅拌器中，缓慢加入0.2重量份的魔芋胶，加入的过程中杜绝形成鱼眼，并时刻调整转速以保证旋涡状态；之后继续搅拌使之充分溶解形成均匀的溶液，制得所需的基液；在制得的基液里，直接加入1重量份的有机硼交联剂和0.2重量份的有机钛高温稳定剂，用玻璃棒搅拌直至形成能调挂的均匀冻胶，即制得魔芋胶压裂液。
实施例2： 
步骤一：将120重量份的水加入到反应釜中，加热至85℃，再加入100重量份的甘油，在搅拌条件下，慢慢加入100重量份的硼砂，在此温度下反应125分钟，完全反应后得到有机硼交联剂；
步骤二：将100重量份的钛酸丁酯加入到反应釜中，加热至75℃，在搅拌条件下，加入80重量份的三乙醇胺，45分钟以后加入80重量份的甘油，在此温度下反应180分钟即得有机钛高温稳定剂；
步骤三：量取90重量份水，倒入搅拌器中，缓慢加入0.3重量份的魔芋胶，加入的过程中杜绝形成鱼眼，并时刻调整转速以保证旋涡状态；之后继续搅拌使之充分溶解形成均匀的溶液，制得所需的基液；在制得的基液里，直接加入2重量份的有机硼交联剂和0.3重量份的有机钛高温稳定剂，用玻璃棒搅拌直至形成能调挂的均匀冻胶，即制得魔芋胶压裂液。
实施例3： 
步骤一：将140重量份的水加入到反应釜中，加热至90℃，再加入110重量份的甘油，在搅拌条件下，慢慢加入110重量份的硼砂，在此温度下反应150分钟，完全反应后得到有机硼交联剂；
步骤二：将110重量份的钛酸丁酯加入到反应釜中，加热至90℃，在搅拌条件下，加入90重量份的三乙醇胺，60分钟以后加入90重量份的甘油，在此温度下反应200分钟即得有机钛高温稳定剂；
步骤三：量取100重量份水，倒入搅拌器中，缓慢加入0.4重量份的魔芋胶，加入的过程中杜绝形成鱼眼，并时刻调整转速以保证旋涡状态；之后继续搅拌使之充分溶解形成均匀的溶液，制得所需的基液；在制得的基液里，直接加入3重量份的有机硼交联剂和0.4重量份的有机钛高温稳定剂，用玻璃棒搅拌直至形成能调挂的均匀冻胶，即制得魔芋胶压裂液。
以下为本发明所涉及的压裂液的耐温性能测试： 
    使用AR2000流变仪（美国TA公司）进行测试，测试条件为剪切速率170s-1，温度20℃~90℃，实验结果见图1图2。
由图1图2可知，未加有机钛高温稳定剂之前，压裂液的粘度随着温度的升高一直降低；而加入有机钛高温稳定剂之后，压裂液的粘度适终保持在50mPa.s以上，符合现场压裂施工的要求。 
以下为本发明所涉及的压裂液的耐剪切性能测试： 
使用AR2000流变仪（美国TA公司）进行测试，测试条件为剪切速率170s-1，温度为80℃，剪切时间为30min，实验结果见图3图4。
由图3图4可知，未加有机钛高温稳定剂之前，压裂液的耐剪切性能较差，加入有机钛高温稳定剂以后，压裂液的耐剪切性能显著提高，粘度始终维持在50mPa.s以上，符合现场压裂施工的要求。 
以下为本发明所涉及的压裂液的残渣含量的测定： 
在100重量份的压裂液中加入0.08%的过硫酸铵，将压裂液放入容器中，在60℃的水浴中静置90min，放置完毕后在离心机进行离心，转速为3000r/min，离心半小时后，将离心得到的杂质放入100℃烘箱中进行干燥，4h后进行称量，即得破胶后的残渣含量。实验结果表明，魔芋胶的残渣含量很低，对地层的伤害性极低。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。 

Claims (2)

1.一种植物胶压裂液的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：将100-140重量份的水加入到反应釜中，加热至80-90℃，再加入90-110重量份的甘油，在搅拌条件下，慢慢加入90-110重量份的硼砂，在此温度下反应100-150分钟，完全反应后得到有机硼交联剂；
步骤二：将90-110重量份的钛酸丁酯加入到反应釜中，加热至60-90℃，在搅拌条件下，加入70-90重量份的三乙醇胺，30-60分钟以后加入70-90重量份的甘油，在此温度下反应160-200分钟即得有机钛高温稳定剂；
步骤三：量取80-100重量份水，倒入搅拌器中，缓慢加入0.2-0.4重量份的魔芋胶，加入的过程中控制加入速度以杜绝形成鱼眼，并时刻调整转速以保证旋涡状态；之后继续搅拌使之充分溶解形成均匀的溶液，制得所需的基液；在制得的基液里，直接加入1-3重量份的有机硼交联剂和0.2-0.4重量份的有机钛高温稳定剂，用玻璃棒搅拌直至形成能调挂的均匀冻胶，即制得魔芋胶压裂液。
2.一种如权利要求1所述的植物胶压裂液的制备方法制得的植物胶压裂液。
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