CN105586026A - 一种生物可回收的生物胶油井压裂液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物可回收的生物胶油井压裂液及其制备方法，由改性韦兰胶、杀菌剂、粘土稳定剂、破乳助排剂、成胶时间调节剂和水制备而成，先由韦兰胶与一氯乙酸在催化剂的条件下制备改性韦兰胶，然后向水中依次加入杀菌剂、粘土稳定剂、破乳助排剂和成胶时间调节剂，充分搅拌后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入交联剂，充分搅拌即得到所述的压裂液。通过本发明方法制备的生物可回收的生物胶油井压裂液具有溶解性好，性能稳定，配液简单等特点，彻底解决了传统瓜尔胶易吸潮结块，现场配制时间长等缺点。

Description

一种生物可回收的生物胶油井压裂液及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，具体是一种生物可回收的生物胶油井压裂液及其制备方法。
背景技术
水力压裂技术是油气层勘探开发过程中常用的措施，通过地面高压泵组向油气层注入粘稠或凝胶状压裂液，在地层中形成缝网，提高油气层产量。在压裂完成后，依靠化学分解或破胶将压裂液粘度降低并反排到地面。压裂液性能直接关系到压裂施工效果，其性能的改进一直是提高油气采收率方面研究的重要课题。
目前，国内外广泛使用的压裂液体系主要以水基压裂液为主，其中水基瓜尔胶压裂液因其性能好、成本低、施工方便、易于处理等优点而被广泛使用，使用份额90％以上，受市场需求的影响，瓜尔胶价格疯狂上涨，导致压裂液成本大幅度提高。因此压裂液多元化发展是降低成本的方向。同时，水基瓜尔胶压裂液和其他的众多水基压裂液一样，具有一定的不足：①难以满足施工规模和快速破胶反排的需求。②压裂液在地层易残留高分子物质，对地层孔道造成持久的伤害。③压裂液破胶后会产生大量的反排压裂残液，且不可回收再利用，处理费用大，许多企业难以承受。
水基压裂液按照增稠剂类型分为：(1)植物胶及其改性产品，如瓜尔胶、田箐胶、香豆胶及其改性胶；(2)微生物增稠剂：黄原胶邓多糖物；(3)高分子聚合物类，如聚丙烯酰胺及其改性物。因此，增稠成本低、增稠效率高、低残渣且可生物降解等仍是未来发展的方向。
韦兰胶是美国C.P.Kelco公司20世纪80年代继黄原胶之后开发的具有市场应用前景的微生物胞外多糖之一，是一种典型的拟塑性流体，其表观粘度随着剪切速率的增加而减小，流动曲线为凸向剪切应力轴曲线。韦兰胶与其他同类产品相比，具有良好的增稠性、悬浮性、乳化性以及优良的剪切稀释性，并且具有耐高温、耐酸碱、耐盐性能，这些性能在石油开采中显得非常重要。微生物多糖的生产与植物胶相比，受地理环境、气候变化、自然灾害等因素影响较小、产量和质量都比较稳定，目前，已经可通过深层发酵实现工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物可回收的生物胶油井压裂液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种生物可回收的生物胶油井压裂液，由以下质量分数的原料制备而成：改性韦兰胶0.1～0.8％，杀菌剂0.05～0.1％，粘土稳定剂0.5～1％，破乳助排剂0.6～0.8％，成胶时间调节剂0.5～1％，水余量。
作为本发明进一步的方案：所述的粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵。
作为本发明进一步的方案：所述的破乳助排剂为DL-8型表面活性剂。
作为本发明进一步的方案：所述的成胶时间调节剂为石油磺酸钠。
作为本发明进一步的方案：所述改性韦兰胶的制备，在搅拌条件下将韦兰胶分散于乙醇水溶液中，乙醇水溶液中的乙醇：水的体积比为1：5，充分搅拌5～8min后，再将一氯乙酸与催化剂配制成的溶液在5～10min中匀速滴加到上述韦兰胶溶液中，韦兰胶与一氯乙酸的反应摩尔比控制在1:1～5，在50～80℃的条件下，反应1～6h，搅拌速度控制在300～500rpm，收集反应液，倒入无水乙醇中洗涤，抽滤，在40～50℃的温度下烘干得到改性韦兰胶粉，备用。
作为本发明进一步的方案：所述改性韦兰胶的制备，将韦兰胶溶于乙醇溶液中，混合液中韦兰胶的质量分数为20～60％。
作为本发明进一步的方案：所述改性韦兰胶的制备，所述的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾，优选氢氧化钠。
作为本发明再进一步的方案：所述改性韦兰胶的制备，一氯乙酸与催化剂配制的溶液中，溶剂为水，一氯乙酸浓度为0.01～0.05mol/L，催化剂浓度为0.01～0.05mol/L。
一种生物可回收的生物胶油井压裂液的制备方法，在搅拌条件下，向水中依次加入杀菌剂、粘土稳定剂、破乳助排剂和成胶时间调节剂，充分搅拌5min后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入交联剂，原胶液与交联剂的体积比为100:1～10，充分搅拌5min，即得到所述的压裂液。
作为本发明进一步的方案：所述的交联剂为有机硼交联剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明方法制备的生物可回收的生物胶油井压裂液具有溶解性好，性能稳定，配液简单等特点，彻底解决了传统瓜尔胶易吸潮结块，现场配制时间长等缺点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
生物可回收的生物胶油井压裂液，由以下质量分数的原料制备而成：改性韦兰胶0.1％，杀菌剂0.05％，氯化钾0.5％，DL-8型表面活性剂0.6％，石油磺酸钠0.5％，水余量。
(1)改性韦兰胶的制备
在搅拌条件下将韦兰胶分散于乙醇水溶液中，乙醇水溶液中的乙醇：水的体积比为1：5，混合液中韦兰胶的质量分数为20％，充分搅拌5min后，再将浓度为0.01mol/L的一氯乙酸与浓度为0.01mol/L氢氧化钠配制成的溶液在5min匀速滴加到上述韦兰胶溶液中，韦兰胶与一氯乙酸的反应摩尔比控制在1:1～5，在50℃的条件下，反应1h，搅拌速度为300rpm，收集反应液，倒入无水乙醇中洗涤，抽滤，在40℃的温度下烘干得到改性韦兰胶粉，备用。
(2)生物可回收的生物胶油井压裂液的制备
在搅拌条件下，向水中依次加入杀菌剂、氯化钾、DL-8型表面活性剂和石油磺酸钠，充分搅拌5min后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入有机硼交联剂，原胶液与有机硼交联剂的体积比为100:1，充分搅拌5min，即得到所述的压裂液。
该压裂液在80℃，170S-1条件下连续剪切60min后，压裂液体系粘度保持在120MPa﹒s以上，具有良好的携沙能力。
实施例2
生物可回收的生物胶油井压裂液，由以下质量分数的原料制备而成：改性韦兰胶0.5％，杀菌剂0.08％，氯化钾0.8％，DL-8型表面活性剂0.7％，石油磺酸钠0.8％，水余量。
(1)改性韦兰胶的制备
在搅拌条件下将韦兰胶分散于乙醇水溶液中，乙醇水溶液中的乙醇：水的体积比为1：5，充分搅拌5min后，混合液中韦兰胶的质量分数为30％，再将浓度为0.03mol/L的一氯乙酸与浓度为0.03mol/L氢氧化钠配制成的溶液在5min中匀速滴加到上述韦兰胶溶液中，韦兰胶与一氯乙酸的反应摩尔比控制在1:1～5，在60℃的条件下，反应3h，搅拌速度为300rpm，收集反应液，倒入无水乙醇中洗涤，抽滤，在50℃的温度下烘干得到改性韦兰胶粉，备用。
(2)生物可回收的生物胶油井压裂液的制备：
在搅拌条件下，向水中依次加入杀菌剂、氯化钾、DL-8型表面活性剂和石油磺酸钠，充分搅拌5min后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入有机硼交联剂，原胶液与有机硼交联剂的体积比为100:2，充分搅拌5min，即得到所述的压裂液。
该压裂液在80℃，170S-1条件下连续剪切60min后，压裂液体系粘度保持在130MPa﹒s以上，具有良好的携沙能力。
实施例3
生物可回收的生物胶油井压裂液，由以下质量分数的原料制备而成：改性韦兰胶0.8％，杀菌剂0.1％，氯化钾1％，DL-8型表面活性剂0.8％，石油磺酸钠0.8％，水余量。
(1)改性韦兰胶的制备：
在搅拌条件下将韦兰胶分散于乙醇水溶液中，乙醇水溶液中的乙醇：水的体积比为1：5，充分搅拌5min后，混合液中韦兰胶的质量分数为50％，再将浓度为0.05mol/L的一氯乙酸与与浓度为0.05mol/L氢氧化钠配制成的溶液在5min中匀速滴加到上述韦兰胶溶液中，韦兰胶与一氯乙酸的反应摩尔比控制在1:1～5，在80℃的条件下，反应6h，搅拌速度为500rpm，收集反应液，倒入无水乙醇中洗涤，抽滤，在50℃的温度下烘干得到改性韦兰胶粉，备用。
(2)生物可回收的生物胶油井压裂液的制备：
在搅拌条件下，向水中依次加入杀菌剂、氯化钾、DL-8型表面活性剂和石油磺酸钠，充分搅拌5min后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入有机硼交联剂，原胶液与有机硼交联剂的体积比为100:5，充分搅拌5min，即得到所述的压裂液。
该压裂液在80℃，170S-1条件下连续剪切60min后，压裂液体系粘度保持在150mpa﹒s以上,具有良好的携沙能力。
实施例4
生物可回收的生物胶油井压裂液，由以下质量分数的原料制备而成：改性韦兰胶0.6％，杀菌剂0.5％，氯化钾0.08％，DL-8型表面活性剂0.8％，石油磺酸钠0.6％，水余量。
(1)改性韦兰胶的制备
在搅拌条件下将韦兰胶分散于乙醇水溶液中，乙醇水溶液中的乙醇：水的体积比为1：5，充分搅拌5min后，混合液中韦兰胶的质量分数为60％，再将浓度为0.05mol/L的一氯乙酸与浓度为0.05mol/L的氢氧化钠配制成的溶液在10min中匀速滴加到上述韦兰胶溶液中，韦兰胶与一氯乙酸的反应摩尔比控制在1:1～5，在60℃的条件下，反应4h，搅拌速度为500rpm，收集反应液，倒入无水乙醇中洗涤，抽滤，在50℃的温度下烘干得到改性韦兰胶粉，备用。
(2)生物可回收的生物胶油井压裂液的制备：
在搅拌条件下，向水中依次加入杀菌剂、氯化钾、DL-8型表面活性剂和石油磺酸钠，充分搅拌5min后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入有机硼交联剂，原胶液与有机硼交联剂的体积比为100:1，充分搅拌5min，即得到所述的压裂液。
该压裂液在80℃，170S-1条件下连续剪切60min后，压裂液体系粘度保持在130MPa﹒s以上,具有良好的携沙能力。

Claims (10)

1.一种生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，由以下质量分数的原料制备而成：改性韦兰胶0.1～0.8％，杀菌剂0.05～0.1％，粘土稳定剂0.5～1％，破乳助排剂0.6～0.8％，成胶时间调节剂0.5～1％，水余量。
2.根据权利要求1所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述的粘土稳定剂为氯化钾或氯化铵。
3.根据权利要求1所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述的破乳助排剂为DL-8型表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述的成胶时间调节剂为石油磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述改性韦兰胶的制备，在搅拌条件下将韦兰胶分散于乙醇水溶液中，乙醇水溶液中的乙醇：水的体积比为1：5，充分搅拌5～8min后，再将一氯乙酸与催化剂配制成的溶液在5～10min中匀速滴加到上述韦兰胶溶液中，韦兰胶与一氯乙酸的反应摩尔比控制在1:1～5，在50～80℃的条件下，反应1～6h，搅拌速度控制在300～500rpm，收集反应液，倒入无水乙醇中洗涤，抽滤，在40～50℃的温度下烘干得到改性韦兰胶粉，备用。
6.根据权利要求5所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述改性韦兰胶的制备，将韦兰胶溶于乙醇溶液中，混合液中韦兰胶的质量分数为20～60％。
7.根据权利要求5所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述改性韦兰胶的制备，所述的催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾。
8.根据权利要求5所述的生物可回收的生物胶油井压裂液，其特征在于，所述改性韦兰胶的制备，一氯乙酸与催化剂配制的溶液中，溶剂为水，一氯乙酸浓度为0.01～0.05mol/L，催化剂浓度为0.01～0.05mol/L。
9.一种如任一权利要求1～5所述的生物可回收的生物胶油井压裂液的制备方法，其特征在于，在搅拌条件下，向水中依次加入杀菌剂、粘土稳定剂、破乳助排剂和成胶时间调节剂，充分搅拌5min后加入改性韦兰胶粉即可得到原胶液，向原胶液中加入交联剂，原胶液与交联剂的体积比为100:1～10，充分搅拌5min，即得到所述的压裂液。
10.根据权利要求9所述的生物可回收的生物胶油井压裂液的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为有机硼交联剂。
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