CN105623639A - 一种复合破胶剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合破胶剂的制备方法，属于破胶剂领域。本发明将处理、破碎后的龟壳和多种营养物混合得发酵营养物，放入发酵罐中并加入木霉菌液进行发酵，将发酵液离心分离得到的上清液和发酵物中的龟壳粉末混合，得破胶剂混合基液，并与纳米二氧化钛和爪制备得复合破胶剂，本发明制备工艺简单，成本低，利用龟壳中丰富的高活性酶和木霉菌得到的酶破胶剂，不仅施工时破胶彻底、大大降低破胶产物的分子量、易于返排、残渣量小，而且还可作为营养物质，可持续保持微生物的活性，易于生物降解，不会污染环境。

Description

一种复合破胶剂的制备方法
技术领域
本发明公开了一种复合破胶剂的制备方法，属于破胶剂领域。
背景技术
当前，油田采油过程中需加入稠化剂的溶液和交联剂交联成高粘度的冻胶压裂液，注入地层，压裂液粘度愈高，携砂性能愈强，施工的成功率愈高。但是，施工结束后，高粘压裂液必须尽快彻底破胶返排，以减少对储层的伤害。压裂液中所使用的增稠剂主要是半乳甘露聚糖类植物胶及其改性衍生物，具有可增稠、可输送支撑剂、可悬浮、可控制滤失及可进行层间隔离的特性，在压裂作业完成之后如果没有有效降解，往往会造成聚合物伤害。因此，压裂作业要求添加破胶剂来降解增稠剂分子从而降低其分子量，降低压裂液粘度，以便压裂液返排，并将支撑剂留在裂缝里，形成一定支撑强度的裂缝，并建立支撑剂孔隙渗透率，达到压裂增产的目的。特别是对于特低渗油田来说，筛选适合于该储层压裂液体系的破胶剂就显得非常重要。大量的研究表明：压裂液破胶不彻底是造成伤害的重要原因之一。
油气井压裂中常用的破胶剂为过硫酸铵，但该破胶剂加入过早或过多会使压裂液粘度提前损失，影响施工过程中压裂液的造缝能力，甚至造成提前脱砂，导致施工失败；而加入的过少，又会使破胶不彻底，对油层造成残渣和滞留液体伤害，降低导流能力，影响压裂效果。普通破胶剂溶解在液体中，随着液体滤失而滤失到地层中，溶解的破胶剂不会随滤饼上聚合物的浓缩而浓缩，不能有效地使滤饼破胶，因此会对地层造成永久性伤害。另一个缺点是破胶速率过快且不宜控制，造成施工中压裂液粘度过早损失。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对常用的破胶剂为过硫酸铵，其虽然价格便宜、使用方便，但存在化学污染、破胶不彻底、返排困难和破胶后大分子物质对裂缝导流能力影响大等的问题，提供了一种复合破胶剂的制备方法，本发明将处理、破碎后的龟壳和多种营养物混合得发酵营养物，放入发酵罐中并加入木霉菌液进行发酵，将发酵液离心分离得到的上清液和发酵物中的龟壳粉末混合，得破胶剂混合基液，并与纳米二氧化钛和爪制备得复合破胶剂，本发明制备工艺简单，成本低，利用龟壳中丰富的高活性酶和木霉菌得到的酶破胶剂，不仅施工时破胶彻底、大大降低破胶产物的分子量、易于返排、残渣量小，而且还可作为营养物质，可持续保持微生物的活性，易于生物降解，不会污染环境。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取龟壳放入质量分数为15％的双氧水中浸泡，进行加热至45～50℃，保温1～2h后停止加热，使用质量分数为10％的磷酸溶液调节pH至6.0～6.5，自然冷却至室温，进行过滤，收集处理过的龟壳进行自然晾晒2～3天，再放入破碎机中进行破碎，收集破碎后的龟壳；
（2）按重量份数计，取40～50份上述破碎后的龟壳、20～25份200目木屑、20～25份蛋白胨、10～15份蔗糖、0.8～1.2份磷酸二氢钾及0.2～0.8份磷酸氢二钾，搅拌均匀后，将混合物放置于紫外灯下消毒杀菌，得发酵营养物；
（3）将上述所得的发酵营养物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的30～40％，再向其中加入龟壳质量10～15％的1.5×105～1.8×105CFU/mL的木霉菌液，搅拌均匀，设定温度为25～30℃，发酵罐内部空气湿度为90～95％，通气量为0.6～0.9，以120r/min搅拌发酵6～8天；
（4）待上述发酵结束后过滤，收集发酵液，同时收集发酵物中的龟壳，将发酵液放入离心机中进行离心分离，收集上清液，再将收集的龟壳放入粉碎机中进行粉碎，过200目标准筛，将过筛所得的颗粒与上清液混合均匀，得复合破胶剂混合基液；
（5）按质量比12:1:2，取上述所得的复合破胶剂混合基液、纳米二氧化钛及瓜胶混合均匀，在45～50℃下搅拌1～2h后过滤，将所得的过滤物放置于容器中，向其中加入瓜胶质量1.0～1.2％的十二烷基磺酸钠，以及复合破胶剂混合基液等体积的乙酸乙酯，搅拌静置1～3h后过滤，收集过滤物风干，即可得到复合破胶剂。
本发明的应用方法：在压裂液中按总质量0.5～2.0%加入本发明制备的复合破胶剂，可在170～220min内失去携砂能力，在250～380min内使压裂液彻底破胶，粘度降至3.8～4.5mPa·s，破胶液清澈，达到返排要求。
本发明的有益效果是：
（1）本发明制备工艺简单，成本低，而且利用龟壳中丰富的高活性酶和木霉菌得到的酶破胶剂，不仅施工时破胶彻底、易于返排、残渣量小；
（2）本发明中的龟壳还可作为营养物质，可持续保持微生物的活性，易于生物降解，不会污染环境。
具体实施方式
首先取龟壳放入质量分数为15％的双氧水中浸泡，进行加热至45～50℃，保温1～2h后停止加热，使用质量分数为10％的磷酸溶液调节pH至6.0～6.5，自然冷却至室温，进行过滤，收集处理过的龟壳进行自然晾晒2～3天，再放入破碎机中进行破碎，收集破碎后的龟壳；按重量份数计，取40～50份上述破碎后的龟壳、20～25份200目木屑、20～25份蛋白胨、10～15份蔗糖、0.8～1.2份磷酸二氢钾及0.2～0.8份磷酸氢二钾，搅拌均匀后，将混合物放置于紫外灯下消毒杀菌，得发酵营养物；将所得的发酵营养物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的30～40％，再向其中加入龟壳质量10～15％的1.5×105～1.8×105CFU/mL的木霉菌液，搅拌均匀，设定温度为25～30℃，发酵罐内部空气湿度为90～95％，通气量为0.6～0.9，以120r/min搅拌发酵6～8天；待发酵结束后过滤，收集发酵液，同时收集发酵物中的龟壳，将发酵液放入离心机中进行离心分离，收集上清液，再将收集的龟壳放入粉碎机中进行粉碎，过200目标准筛，将过筛所得的颗粒与上清液混合均匀，得复合破胶剂混合基液；按质量比12:1:2，取上述所得的复合破胶剂混合基液、纳米二氧化钛及瓜胶混合均匀，在45～50℃下搅拌1～2h后过滤，将所得的过滤物放置于容器中，向其中加入瓜胶质量1.0～1.2％的十二烷基磺酸钠，以及复合破胶剂混合基液等体积的乙酸乙酯，搅拌静置1～3h后过滤，收集过滤物风干，即可得到复合破胶剂。
实例1
首先取龟壳放入质量分数为15％的双氧水中浸泡，进行加热至45℃，保温1h后停止加热，使用质量分数为10％的磷酸溶液调节pH至6.0，自然冷却至室温，进行过滤，收集处理过的龟壳进行自然晾晒2天，再放入破碎机中进行破碎，收集破碎后的龟壳；按重量份数计，取40份上述破碎后的龟壳、25份200目木屑、20份蛋白胨、13.6份蔗糖、1.2份磷酸二氢钾及0.2份磷酸氢二钾，搅拌均匀后，将混合物放置于紫外灯下消毒杀菌，得发酵营养物；将所得的发酵营养物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的30％，再向其中加入龟壳质量10％的1.5×105CFU/mL的木霉菌液，搅拌均匀，设定温度为25℃，发酵罐内部空气湿度为90％，通气量为0.6，以120r/min搅拌发酵6天；待发酵结束后过滤，收集发酵液，同时收集发酵物中的龟壳，将发酵液放入离心机中进行离心分离，收集上清液，再将收集的龟壳放入粉碎机中进行粉碎，过200目标准筛，将过筛所得的颗粒与上清液混合均匀，得复合破胶剂混合基液；按质量比12:1:2，取上述所得的复合破胶剂混合基液、纳米二氧化钛及瓜胶混合均匀，在45℃下搅拌1～2h后过滤，将所得的过滤物放置于容器中，向其中加入瓜胶质量1.0％的十二烷基磺酸钠，以及复合破胶剂混合基液等体积的乙酸乙酯，搅拌静置1h后过滤，收集过滤物风干，即可得到复合破胶剂。
在压裂液中按总质量0.5%加入本发明制备的复合破胶剂，可在170min内失去携砂能力，在250min内使压裂液彻底破胶，粘度降至3.8mPa·s，破胶液清澈，达到返排要求。
实例2
首先取龟壳放入质量分数为15％的双氧水中浸泡，进行加热至47℃，保温1.5h后停止加热，使用质量分数为10％的磷酸溶液调节pH至6.3，自然冷却至室温，进行过滤，收集处理过的龟壳进行自然晾晒2.5天，再放入破碎机中进行破碎，收集破碎后的龟壳；按重量份数计，取43份上述破碎后的龟壳、23份200目木屑、23份蛋白胨、10份蔗糖、0.8份磷酸二氢钾及0.2份磷酸氢二钾，搅拌均匀后，将混合物放置于紫外灯下消毒杀菌，得发酵营养物；将所得的发酵营养物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的35％，再向其中加入龟壳质量13％的1.6×105CFU/mL的木霉菌液，搅拌均匀，设定温度为27℃，发酵罐内部空气湿度为93％，通气量为0.8，以120r/min搅拌发酵7天；待发酵结束后过滤，收集发酵液，同时收集发酵物中的龟壳，将发酵液放入离心机中进行离心分离，收集上清液，再将收集的龟壳放入粉碎机中进行粉碎，过200目标准筛，将过筛所得的颗粒与上清液混合均匀，得复合破胶剂混合基液；按质量比12:1:2，取上述所得的复合破胶剂混合基液、纳米二氧化钛及瓜胶混合均匀，在47℃下搅拌1.5h后过滤，将所得的过滤物放置于容器中，向其中加入瓜胶质量1.1％的十二烷基磺酸钠，以及复合破胶剂混合基液等体积的乙酸乙酯，搅拌静置2h后过滤，收集过滤物风干，即可得到复合破胶剂。
在压裂液中按总质量1.5%加入本发明制备的复合破胶剂，可在190min内失去携砂能力，在330min内使压裂液彻底破胶，粘度降至4.2mPa·s，破胶液清澈，达到返排要求。
实例3
首先取龟壳放入质量分数为15％的双氧水中浸泡，进行加热至50℃，保温2h后停止加热，使用质量分数为10％的磷酸溶液调节pH至6.5，自然冷却至室温，进行过滤，收集处理过的龟壳进行自然晾晒3天，再放入破碎机中进行破碎，收集破碎后的龟壳；按重量份数计，取47份上述破碎后的龟壳、20份200目木屑、20份蛋白胨、11.4份蔗糖、0.8份磷酸二氢钾及0.2份磷酸氢二钾，搅拌均匀后，将混合物放置于紫外灯下消毒杀菌，得发酵营养物；将所得的发酵营养物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的40％，再向其中加入龟壳质量15％的1.8×105CFU/mL的木霉菌液，搅拌均匀，设定温度为30℃，发酵罐内部空气湿度为95％，通气量为0.9，以120r/min搅拌发酵8天；待发酵结束后过滤，收集发酵液，同时收集发酵物中的龟壳，将发酵液放入离心机中进行离心分离，收集上清液，再将收集的龟壳放入粉碎机中进行粉碎，过200目标准筛，将过筛所得的颗粒与上清液混合均匀，得复合破胶剂混合基液；按质量比12:1:2，取上述所得的复合破胶剂混合基液、纳米二氧化钛及瓜胶混合均匀，在50℃下搅拌2h后过滤，将所得的过滤物放置于容器中，向其中加入瓜胶质量1.2％的十二烷基磺酸钠，以及复合破胶剂混合基液等体积的乙酸乙酯，搅拌静置3h后过滤，收集过滤物风干，即可得到复合破胶剂。
在压裂液中按总质量2.0%加入本发明制备的复合破胶剂，可在220min内失去携砂能力，在380min内使压裂液彻底破胶，粘度降至4.5mPa·s，破胶液清澈，达到返排要求。

Claims (1)

1.一种复合破胶剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取龟壳放入质量分数为15％的双氧水中浸泡，进行加热至45～50℃，保温1～2h后停止加热，使用质量分数为10％的磷酸溶液调节pH至6.0～6.5，自然冷却至室温，进行过滤，收集处理过的龟壳进行自然晾晒2～3天，再放入破碎机中进行破碎，收集破碎后的龟壳；
（2）按重量份数计，取40～50份上述破碎后的龟壳、20～25份200目木屑、20～25份蛋白胨、10～15份蔗糖、0.8～1.2份磷酸二氢钾及0.2～0.8份磷酸氢二钾，搅拌均匀后，将混合物放置于紫外灯下消毒杀菌，得发酵营养物；
（3）将上述所得的发酵营养物放入发酵罐中，加入量为发酵罐容积的30～40％，再向其中加入龟壳质量10～15％的1.5×105～1.8×105CFU/mL的木霉菌液，搅拌均匀，设定温度为25～30℃，发酵罐内部空气湿度为90～95％，通气量为0.6～0.9，以120r/min搅拌发酵6～8天；
（4）待上述发酵结束后过滤，收集发酵液，同时收集发酵物中的龟壳，将发酵液放入离心机中进行离心分离，收集上清液，再将收集的龟壳放入粉碎机中进行粉碎，过200目标准筛，将过筛所得的颗粒与上清液混合均匀，得复合破胶剂混合基液；
（5）按质量比12:1:2，取上述所得的复合破胶剂混合基液、纳米二氧化钛及瓜胶混合均匀，在45～50℃下搅拌1～2h后过滤，将所得的过滤物放置于容器中，向其中加入瓜胶质量1.0～1.2％的十二烷基磺酸钠，以及复合破胶剂混合基液等体积的乙酸乙酯，搅拌静置1～3h后过滤，收集过滤物风干，即可得到复合破胶剂。
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CN106497539A (zh) * 2016-11-02 2017-03-15 常州市鼎日环保科技有限公司 一种复合破胶剂的制备方法
CN106675547A (zh) * 2016-12-11 2017-05-17 孙祎 一种利用改性碳纳米管固定化复合酶制备破胶剂的方法

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