CN104531126B - 一种超级胍胶悬浮液及其制备方法 - Google Patents

一种超级胍胶悬浮液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超级胍胶悬浮液及其制备方法，其中，该方法包括：将乙二醇丁醚与丙二醇苯醚混合生成一次悬浮液；向所述一次悬浮液中加入柠檬酸，以调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；向加入柠檬酸后的所述一次悬浮液中加入润湿分散剂，以调节所述一次悬浮液的分散时间；对加入润湿分散剂后的所述一次悬浮液进行增稠处理以生成二次悬浮液；将所述二次悬浮液研磨制成所述超级胍胶悬浮液。本发明使得超级胍胶悬浮液具有良好的储存稳定性及快速的溶解性能，且该悬浮液所配制压裂液体系表、界面张力较低，应用于配制水基压裂液时不会影响其粘度和使用性能。

Description

一种超级胍胶悬浮液及其制备方法
技术领域
本发明属于水基压裂液技术领域，特别涉及一种超级胍胶悬浮液及其制备方法。
背景技术
现有水基压裂液技术中，水基压裂液主要采用间歇式配液技术，但由于超级胍胶粉分子量高，在溶解过程中容易形成鱼眼或团块，而影响水基压裂液的粘度和使用性能。速溶超级胍胶粉能够避免鱼眼或团块的产生，但对于连续配液工艺，其计量成为难点，特别是在海上施工过程中，由于风高浪大，连续计量的准确性得不到保证，将胍胶粉配制成悬浮液，通过计量泵壳实现连续计量、连续配液。柴油基或煤油基胍胶悬浮液闪点低，存在安全隐患，与水混合后，粘度大幅上升，引起泵压过高，施工摩阻较大，仅适用于特殊地层。海上施工过程中，一旦由于意外引起泄露，还会在水面形成可见油膜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种超级胍胶悬浮液及其制备方法，该超级胍胶悬浮液具有良好的储存稳定性及快速的溶解性能，且该悬浮液所配制压裂液体系表、界面张力较低，应用于配制水基压裂液时不会影响其粘度和使用性能。
为解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种超级胍胶悬浮液的制备方法，所述方法包括以下步骤：将乙二醇丁醚与丙二醇苯醚混合生成一次悬浮液；向所述一次悬浮液中加入柠檬酸，以调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；向加入柠檬酸后的所述一次悬浮液中加入润湿分散剂，以调节所述一次悬浮液的分散时间；对加入润湿分散剂后的所述一次悬浮液进行增稠处理以生成二次悬浮液；将所述二次悬浮液研磨制成所述超级胍胶悬浮液。
进一步地，所述混合生成一次悬浮液包括以下步骤：选取一份量的乙二醇丁醚；选取一份量的丙二醇苯醚；将所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚按照质量比范围1:0.01～1:10混合生成所述一次悬浮液。
进一步地，所述润湿分散剂的制备方法包括以下步骤：选取一份量的脂肪族聚醚；选取一份量的非离子改性聚醚；将所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚按照质量比范围1:0.01～1:3混合生成所述润湿分散剂。
进一步地，所述生成二次悬浮液包括以下步骤：将加入润湿分散剂后的一次悬浮液进行初次搅拌；向搅拌分散后的所述一次悬浮液中加入超级胍胶粉，并进行二次搅拌，其中，所述超级胍胶粉是经筛分过的800目或以上超级胍胶粉；向经过二次搅拌后的所述一次悬浮液中加入流变助剂，并进行三次搅拌，以生成所述二次悬浮液。
进一步地，所述流变助剂的制备方法包括以下步骤：选取一份量的丙二醇苯醚；选取一份量的聚酰胺蜡；将所述丙二醇苯醚与所述聚酰胺蜡按照质量比范围1:1～10:1混合生成所述流变助剂。
进一步地，所述初次搅拌中，搅拌速度为V1，搅拌时间为T1；所述二次搅拌中，搅拌速度为V2，搅拌时间为T2；所述三次搅拌中，搅拌速度为V3，搅拌时间为T3；其中，所述V1等于所述V3，且所述V2大于所述V1或所述V3；所述T2等于所述T3，且所述T1小于所述T2或所述T3；所述V1、V2、V3的单位是转/min，所述T1、T2、T3的单位是min。
进一步地，所述一次悬浮液与所述柠檬酸的质量比范围是1:0.01～1:0.8；以及，所述一次悬浮液与所述润湿分散剂的质量比范围是1:0.05～1:0.15；以及，所述一次悬浮液与所述超级胍胶粉的质量比范围是1:0.7～1:1.2；以及，所述一次悬浮液与所述流变助剂的质量比范围是1:0.02～1:0.2。
又一方面，本发明还提供了一种超级胍胶悬浮液，包括：一次悬浮液；柠檬酸；润湿分散剂；超级胍胶粉；及流变助剂；其中，所述一次悬浮液与柠檬酸的质量比范围是1:0.01～1:0.8，以通过所述一次悬浮液将所述超级胍胶悬浮，且使得所述柠檬酸调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；所述一次悬浮液与所述润湿分散剂的质量比范围是1:0.05～1:0.15，以通过所述润湿分散剂调节所述一次悬浮液的分散时间；所述一次悬浮液与所述超级胍胶粉的质量比范围是1:0.7～1:1.2，以通过所述超级胍胶粉提高水溶速度，且所述超级胍胶粉是经筛分过的800目或以上超级胍胶粉；所述一次悬浮液与所述流变助剂的质量比范围是1:0.02～1:0.2。
进一步地，所述一次悬浮液包括：乙二醇丁醚；丙二醇苯醚；其中，所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚的质量比范围是1:0.01～1:10，通过所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚混合生成所述一次悬浮液以将所述超级胍胶悬浮，且提高所述一次悬浮液的流动性。
进一步地，所述润湿分散剂包括：脂肪族聚醚；非离子改性聚醚；其中，所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚的质量比范围是1:0.01～1:3，通过所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚混合生成所述润湿分散剂以调节所述一次悬浮液的分散时间。
本发明提供的一种超级胍胶悬浮液及其制备方法，其中，该超级胍胶悬浮液的组成成分均易溶于水溶液，使得通过该悬浮液配制而成的水基压裂液，在不添加助排剂的情况下，水基压裂液表面张力、界面张力低，使得本发明实施例提供的超级胍胶悬浮液应用于配制水基压裂液时，不会影响其粘度和使用性能，克服了现有技术中由于超级胍胶粉分子量高，在溶解过程中容易形成鱼眼或团块，而影响水基压裂液的粘度和使用性能的技术缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的超级胍胶悬浮液制备方法的整体工艺流程图；以及
图2为本发明实施例提供的一次悬浮液的制备工艺流程图；以及
图3为本发明实施例提供的润湿分散剂的制备工艺流程图；以及
图4为本发明实施例提供的二次悬浮液的制备工艺流程图；以及
图5为本发明实施例提供的流变助剂的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种超级胍胶悬浮液及其制备方法，其中，该超级胍胶悬浮液，通过充分的高速分散及砂磨工艺，确保了悬浮液具有良好的储存稳定性及快速溶解性能，其该超级胍胶悬浮液的主要成分均易溶于水溶液，使得通过该悬浮液配制而成的水基压裂液，在不添加助排剂的情况下，水基压裂液表面张力、界面张力低，且由于该且该悬浮液所配制压裂液基液体系表、界面张力较低，使得本发明实施例提供的超级胍胶悬浮液应用于配制水基压裂液时，不会影响其粘度和使用性能，克服了现有技术中由于超级胍胶粉分子量高，在溶解过程中容易形成鱼眼或团块，而影响水基压裂液的粘度和使用性能的技术缺陷。
具体而言，请参阅图1，本发明实施例提供的一种超级胍胶悬浮液的制备方法包括如下步骤：
步骤100：将乙二醇丁醚与丙二醇苯醚混合生成一次悬浮液；
其中，该步骤100作为制备超级胍胶悬浮液的基础步骤用于生成一次悬浮液，以对超级胍胶进行悬浮，该步骤100中，请参阅图2，可具体包括：步骤101，选取一份量的乙二醇丁醚；步骤102，选取一份量的丙二醇苯醚；步骤103，将所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚按照质量比范围1:0.01～1:10混合生成所述一次悬浮液。本步骤100通过由乙二醇丁醚与丙二醇苯醚按质量比范围1:0.01～1:10混合生成一次悬浮液，在确保一次悬浮液能够将超级胍胶进行悬浮的同时，使得通过本发明实施例在冬季施工时，一次悬浮液的流动性保持良好。
步骤200：向所述一次悬浮液中加入柠檬酸，以调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；
其中，该步骤200作为制备超级胍胶悬浮液的PH值调节步骤用于控制一次悬浮液的酸碱度。由于超级胍胶在水中呈碱性，因此步骤200通过添加柠檬酸来调节悬浮液PH值，使其溶解，且本步骤200在一次悬浮液中加入柠檬酸，减少了压裂施工现场的工作量，提高了施工速度，同时柠檬酸与超级胍胶一同添加也增加了溶解速度，使得悬浮液具有了良好的快速溶解性能，以克服现有技术中超级胍胶在溶解过程中容易形成鱼眼或团块的技术缺陷。
步骤300：向加入柠檬酸后的所述一次悬浮液中加入润湿分散剂，以调节所述一次悬浮液的分散时间；
其中，该步骤300中的润湿分散剂既能够与醇醚体系(一次悬浮液)互溶，也能够与水互溶，且该润湿分散剂在一次悬浮液中吸附于超级胍胶表面，能够有效减少分散时间，提高一次悬浮液的贮存稳定性，避免结硬底，且与单一使用一种助剂相比，本步骤300中可减少用量，且减少压裂液配制中助排剂等化学剂的加量，减少了压裂施工现场的工作量，从而提高了施工速度。优选的，请参阅图3，该步骤300中润湿分散剂的制备方法可包括如下步骤：步骤301，选取一份量的脂肪族聚醚；步骤302，选取一份量的非离子改性聚醚；步骤303，将所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚按照质量比范围1:0.01～1:3混合生成所述润湿分散剂。
步骤400：对加入润湿分散剂后的所述一次悬浮液进行增稠处理以生成二次悬浮液；
其中，请参阅图4，该步骤400具体包括如下子步骤：步骤401，将加入润湿分散剂后的一次悬浮液进行初次搅拌，该初次搅拌的搅拌速度为V1，搅拌时间为T1；步骤402，向搅拌分散后的所述一次悬浮液中加入超级胍胶粉，并进行二次搅拌，其中，所述超级胍胶粉是经筛分过的800目或以上超级胍胶粉，该二次搅拌的搅拌速度为V2，搅拌时间为T2；步骤403，向经过二次搅拌后的所述一次悬浮液中加入流变助剂，并进行三次搅拌，以生成所述二次悬浮液，该三次搅拌中的搅拌速度为V3，搅拌时间为T3。本步骤400中，通过使用800目或以上超级胍胶粉体，较200目超级超级胍胶粉体的悬浮性能优异，且又不会增加太多的成本，由于800目或以上超级胍胶粉体颗粒粒径减小，因此水溶速度也相应增加。同时，本步骤400中采用可再生的超级胍胶类稠化剂，属于环境友好型稠化剂，悬浮液采用醇醚类，可以溶解在水中，避免了油基悬浮液粘度过大，施工能耗过大，且醇醚溶于水中能降低体系的表、界面张力。
需要说明的是，本步骤400中，所述V1等于所述V3，且所述V2大于所述V1或所述V3；所述T2等于所述T3，且所述T1小于所述T2或所述T3；所述V1、V2、V3的单位是转/min，所述T1、T2、T3的单位是min。优选的，V1/V3可为800～1200转/min；V2可为1900～2000转/min；T2/T3可为30min；T1可为10min。
需要进一步说明的是，请参阅图5，上述步骤403中，流变助剂的制备方法可如下所述：步骤403a，选取一份量的丙二醇苯醚；步骤403b，选取一份量的聚酰胺蜡；步骤403c，将所述丙二醇苯醚与所述聚酰胺蜡按照质量比范围1:1～10:1混合生成所述流变助剂。其中，丙二醇苯醚与聚酰胺蜡制备的蜡膏可以直接添加至悬浮液中，通过高速分散即可实现增稠，无需加热，与膨润土相比，加量少且不会增加残余物含量。
步骤500：将所述二次悬浮液研磨制成所述超级胍胶悬浮液。其中，该步骤500中可通过砂磨机进行研磨。
本发明是实施例提供的一种超级胍胶悬浮液的制备方法，制造工艺简单，仅普通高速分散机及砂磨机即可实现，无须特殊设备，价格较低。
下面，为对本发明作进一步阐述，以支持本发明所要解决的技术问题，本发明实施例还提供了一种超级胍胶悬浮液，包括：一次悬浮液；柠檬酸；润湿分散剂；超级胍胶粉；及流变助剂。
其中，所述一次悬浮液与柠檬酸的质量比范围是1:0.01～1:0.8，以通过所述一次悬浮液将所述超级胍胶悬浮，且使得所述柠檬酸调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；所述一次悬浮液与所述润湿分散剂的质量比范围是1:0.05～1:0.15，以通过所述润湿分散剂调节所述一次悬浮液的分散时间；所述一次悬浮液与所述超级胍胶粉的质量比范围是1:0.7～1:1.2，以通过所述超级胍胶粉提高水溶速度，且所述超级胍胶粉是经筛分过的800目或以上超级胍胶粉；所述一次悬浮液与所述流变助剂的质量比范围是1:0.02～1:0.2。
需要说明的是，所述一次悬浮液包括：乙二醇丁醚；丙二醇苯醚；其中，所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚的质量比范围是1:0.01～1:10，通过所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚混合生成所述一次悬浮液以将所述超级胍胶悬浮，且提高所述一次悬浮液的流动性。所述润湿分散剂包括：脂肪族聚醚；非离子改性聚醚；其中，所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚的质量比范围是1:0.01～1:3，通过所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚混合生成所述润湿分散剂以调节所述一次悬浮液的分散时间。所述流变助剂包括：乙二醇丁醚；聚酰胺蜡；其中，乙二醇丁醚与聚酰胺蜡的质量比范围是0.01:1～10:1以混合生成所述流变助剂。
通过本发明实施例提供的超级胍胶悬浮液，其参数性能如下所示：
悬浮液性能 指标
细度 ≤100μm
水溶速度 ≤12min
储存稳定性 3个月不分层
闪点 ≥80℃
本发明实施例提供的一种超级胍胶悬浮液及其制备方法，其有益效果如下所述：
①、本发明中通过由乙二醇丁醚与丙二醇苯醚按质量比范围1:0.01～1:10混合生成一次悬浮液，在确保一次悬浮液能够将超级胍胶进行悬浮的同时，使得通过本发明实施例在冬季施工时，一次悬浮液的流动性保持良好；
②、本发明中通过添加柠檬酸来调节悬浮液PH值，使其溶解，且在一次悬浮液中加入柠檬酸，减少了压裂施工现场的工作量，提高了施工速度，同时柠檬酸与超级胍胶一同添加也增加了溶解速度，使得悬浮液具有了良好的快速溶解性能，以克服现有技术中超级胍胶在溶解过程中容易形成鱼眼或团块的技术缺陷；
③、本发明中润湿分散剂既能够与醇醚体系(一次悬浮液)互溶，也能够与水互溶，且该润湿分散剂在一次悬浮液中吸附于超级胍胶表面，能够有效减少分散时间，提高一次悬浮液的贮存稳定性，避免结硬底，且与单一使用一种助剂相比，本发明可减少用量，且减少压裂液配制中助排剂等化学剂的加量，减少了压裂施工现场的工作量，从而提高了施工速度；
④、本发明中通过使用800目或以上超级胍胶粉体，较200目超级超级胍胶粉体的悬浮性能优异，且又不会增加太多的成本，由于800目或以上超级胍胶粉体颗粒粒径减小，因此水溶速度也相应增加；
⑤、本发明中丙二醇苯醚与聚酰胺蜡制备的蜡膏可以直接添加至悬浮液中，通过高速分散即可实现增稠，无需加热，与膨润土相比，加量少且不会增加残余物含量；
⑥、本发明制造工艺简单，仅普通高速分散机及砂磨机即可实现，无须特殊设备，价格较低。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种超级胍胶悬浮液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将乙二醇丁醚与丙二醇苯醚混合生成一次悬浮液；
向所述一次悬浮液中加入柠檬酸，以调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；
向加入柠檬酸后的所述一次悬浮液中加入润湿分散剂，以调节所述一次悬浮液的分散时间；所述润湿分散剂的制备方法包括以下步骤：
选取一份量的脂肪族聚醚；
选取一份量的非离子改性聚醚；
将所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚按照质量比范围1:0.01～1:3混合生成所述润湿分散剂；
对加入润湿分散剂后的所述一次悬浮液进行增稠处理以生成二次悬浮液；
将所述二次悬浮液研磨制成所述超级胍胶悬浮液；
其中，所述超级胍胶悬浮液性能指标为：
细度：≤100μm；
水溶速度：≤12min；
储存稳定性：3个月不分层；
闪点：≥80℃。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合生成一次悬浮液包括以下步骤：
选取一份量的乙二醇丁醚；
选取一份量的丙二醇苯醚；
将所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚按照质量比范围1:0.01～1:10混合生成所述一次悬浮液。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成二次悬浮液包括以下步骤：
将加入润湿分散剂后的一次悬浮液进行初次搅拌；
向搅拌分散后的所述一次悬浮液中加入超级胍胶粉，并进行二次搅拌，其中，所述超级胍胶粉是经筛分过的800目或以上超级胍胶粉；
向经过二次搅拌后的所述一次悬浮液中加入流变助剂，并进行三次搅拌，以生成所述二次悬浮液。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述流变助剂的制备方法包括以下步骤：
选取一份量的丙二醇苯醚；
选取一份量的聚酰胺蜡；
将所述丙二醇苯醚与所述聚酰胺蜡按照质量比范围1:1～10:1混合生成所述流变助剂。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述初次搅拌中，搅拌速度为V1，搅拌时间为T1；
所述二次搅拌中，搅拌速度为V2，搅拌时间为T2；
所述三次搅拌中，搅拌速度为V3，搅拌时间为T3；
其中，所述V1等于所述V3，且所述V2大于所述V1或所述V3；所述T2等于所述T3，且所述T1小于所述T2或所述T3；所述V1、V2、V3的单位是转/min，所述T1、T2、T3的单位是min。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述一次悬浮液与所述柠檬酸的质量比范围是1:0.01～1:0.8；
以及，
所述一次悬浮液与所述润湿分散剂的质量比范围是1:0.05～1:0.15；
以及，
所述一次悬浮液与所述超级胍胶粉的质量比范围是1:0.7～1:1.2；
以及，
所述一次悬浮液与所述流变助剂的质量比范围是1:0.02～1:0.2。
7.一种超级胍胶悬浮液，其特征在于，包括：
一次悬浮液；
柠檬酸；
润湿分散剂；
超级胍胶粉；及
流变助剂；
其中，所述一次悬浮液与柠檬酸的质量比范围是1:0.01～1:0.8，以通过所述一次悬浮液将所述超级胍胶悬浮，且使得所述柠檬酸调节超级胍胶连续混配时的溶解环境；所述一次悬浮液与所述润湿分散剂的质量比范围是1:0.05～1:0.15，以通过所述润湿分散剂调节所述一次悬浮液的分散时间；所述一次悬浮液与所述超级胍胶粉的质量比范围是1:0.7～1:1.2，以通过所述超级胍胶粉提高水溶速度，且所述超级胍胶粉是经筛分过的800目或以上超级胍胶粉；所述一次悬浮液与所述流变助剂的质量比范围是1:0.02～1:0.2；
其中，所述超级胍胶悬浮液性能指标为：
细度：≤100μm；
水溶速度：≤12min；
储存稳定性：3个月不分层；
闪点：≥80℃。
8.如权利要求7所述的超级胍胶悬浮液，其特征在于，所述一次悬浮液包括：
乙二醇丁醚；
丙二醇苯醚；
其中，所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚的质量比范围是1:0.01～1:10，通过所述乙二醇丁醚与所述丙二醇苯醚混合生成所述一次悬浮液以将所述超级胍胶粉悬浮，且提高所述一次悬浮液的流动性。
9.如权利要求8所述的超级胍胶悬浮液，其特征在于，所述润湿分散剂包括：
脂肪族聚醚；
非离子改性聚醚；
其中，所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚的质量比范围是1:0.01～1:3，通过所述脂肪族聚醚与所述非离子改性聚醚混合生成所述润湿分散剂以调节所述一次悬浮液的分散时间，并降低超级胍胶水溶液的表、界面张力。
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