CN109796957A - 一种植物胶增粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物胶增粘剂及其制备方法，一种植物胶增粘剂包括植物胶增稠剂75‑95重量份，十二烷基二甲基苄基溴化铵0.1‑3重量份，除氧剂1‑6重量份，纤维素酶0.1‑1重量份，富马酸0.5‑10重量份，柠檬酸1‑8重量份，葡萄糖酸0.5‑5重量份，三聚磷酸钠0.1‑3重量份，丙三醇4‑12.5重量份，无水乙醇0.1‑20重量份，Gemini阳离子表面活性剂0.1‑5重量份，环氧乙烷3‑15重量份，碱5‑30重量份。一种植物胶增粘剂制备方法通过冷冻、充氮气保护、生物酶酵解、分子破壁、机械物理断链及化学改性技术等步骤制备而成。本发明一种植物胶增粘剂具有现场迅速溶解配液、配液时间短、水不溶物低、残渣少、无鱼眼并对地层渗透率伤害低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种植物胶增粘剂及其制备 方法。
背景技术
水力压裂技术是改造低渗透油气层的主要措施，它通过对油井采取压 裂造缝手段，提高压裂裂缝的导流能力来改变油藏渗流特性、改善油井渗 透率、提高油气产量。制备一种满足现场施工要求，便于现场施工的压裂 液是压裂顺利施工的必备前提。在所有压裂施工方法中，水基压裂是成本 最低，技术最为成熟。现有水基压裂液以压裂施工前预先配制为主。
常规植物胶增稠剂及其衍生物水基压裂液压裂是预先配液，然后等植 物胶增稠剂及其衍生物粉在储液罐中经过足够时间的充分溶胀后再进行压 裂施工。这种配液模式，存在着配液时间长、配液强度大、配制工艺要求 高、加药顺序、加药时间都会影响液体粘度、施工周期长等问题，长时间 的配制与储存容易导致压裂液粘度降低或腐败降解，造成原料浪费，尤其 是随着国内体积压裂和水平井大方量多段压裂的进行，配液量大、用罐多、占地面积大、耗时长，常规植物胶增稠剂及其衍生物水基压裂液增稠剂的 配液方式在远距离野外施工已不受现场施工欢迎。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种现场迅速溶解配液、配液时间短、水 不溶物低、残渣少、无鱼眼并对地层渗透率伤害低的植物胶增粘剂。
本发明的第二个目的是提供一种现场迅速溶解配液、配液时间短、水 不溶物低、残渣少、无鱼眼并对地层渗透率伤害低的植物胶增粘剂制备方 法。
为实现第一个发明目的，本发明一种植物胶增粘剂，主要由以下原料 制得：以重量份数计，植物胶增稠剂75-95份，十二烷基二甲基苄基溴化 铵0.1-3份，除氧剂1-6份，纤维素酶0.1-1份，富马酸0.5-10份，柠檬 酸1-8份，葡萄糖酸0.5-5份，三聚磷酸钠0.1-3份，Gemini阳离子表面 活性剂0.1-5份，无水乙醇0.1-20份，丙三醇4-12.5份，环氧乙烷3-15份，碱5-30份；所述植物胶增稠剂为瓜尔胶和苦苈胶的混合物。
作为本发明的一种优选实施方式，植物胶增稠剂中苦苈胶占1-20％重 量百分数，苦苈胶增黏性和耐温度好能够克服瓜尔胶粘度低的问题。
作为本发明的一种优选实施方式，碱可以选择强碱。
作为本发明的一种优选实施方式，瓜尔胶可以选择瓜尔胶胶片及其衍 生物，瓜尔胶具有高粘度，低残渣，水溶性好，水不溶物低，对油藏伤害 小，极易返排的优点。
为实现第二个发明目的，本发明一种植物胶增粘剂制备方法，植物胶 增稠剂在零下30-40℃冷冻1-3天，零下15-25℃再冷冻1-3天，转入冷库0℃ 到零下8℃，加二氧化碳干冰储存，进入捏合机后在密封条件下利用十二 烷基二甲基苄基溴化铵杀菌和除氧剂除氧，在喷涂纤维素酶降解纤维物质， 采用破壁机剪切，采用富马酸、柠檬酸、葡萄糖酸，三聚磷酸钠、Gemini 阳离子表面活性剂、无水乙醇及丙三醇对植物胶增稠剂在流化床上进行密封喷涂处理，再在捏合机中在氮气保护下用环氧乙烷处理，用强碱中和。
作为本发明的一种优选实施方式，所述除氧剂为氮气。
作为本发明的一种优选实施方式，为了保证植物胶增稠剂始终具有新 鲜胶片的性质，每周定期置放0.1％的二氧化碳干冰。
作为本发明的一种优选实施方式，为了解决植物胶增稠剂通常分子链 长，形成胶液后粘度较大，溶解困难，植物胶增稠剂在捏合机中捏合。
作为本发明的一种优选实施方式，为了解决植物胶增稠剂通常分子链 长，形成胶液后粘度较大，溶解困难，植物胶增稠剂在三辊机机中粉碎。
作为本发明的一种优选实施方式，为了使植物胶增稠剂剪切断链，适 度降低分子量，破壁机转速在1200-3500转/分钟。
采用本发明一种植物胶增粘剂制备方法制备的植物胶增粘剂，由瓜尔 胶、苦苈胶混合而成的植物胶增稠剂克服了瓜尔胶粘度低的问题，利用二 氧化碳干冰对植物胶增稠剂进行储存，保证植物胶增稠剂始终具有新鲜胶 片的性质，通过杀菌剂进行杀菌和除氧剂除氧，防止腐败菌作用，先后采 用纤维素酶微量生物酶及三聚磷酸钠对植物胶增稠剂中的纤维物质进行生 物降解，减少植物胶增稠剂中的残渣，采用富马酸、柠檬酸、葡萄糖酸、Gemini阳离子表面活性剂、无水乙醇及丙三醇改善植物胶增稠剂亲水性和 溶胀性，十二烷二甲基苄基溴化铵可以减少植物胶增稠剂腐败，采用捏合 机、三辊机进行捏合和粉碎，以及采用破壁机对植物胶增稠剂剪切断链， 适度降低分子量，改善了植物胶增稠剂分子链长，形成胶液后粘度较大， 溶解困难等问题。本发明植物胶增粘剂由于植物胶增稠剂分子链变短，并 且经过弱酸及强碱作用，在速溶性能方面性能增强，其速溶性能0.6％的水 溶液，搅拌3分钟无鱼眼，并且搅拌3分钟后的粘度大于5分钟后粘度的 90％，可以在现场直接配液5分钟后就可使用。避免在配液站配液，长途运 输的费用；在大方量液体压裂施工时可边配液边施工，一旦施工出现问题， 可以随时停止配液，避免液体浪费，使用本发明植物胶增粘剂配液时间缩 短，溶解迅速，水不溶物低，残渣低，对地层渗透率伤害低，可现场实时配液，缩短了施工时间，整个施工时间缩短3-4小时，保证现场施工当日 白天进行，保证了施工安全，与此同时交联性能好，能用玻璃棒挑挂。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种植物胶增粘剂，主要由以下原料制得：以重量份数计，植物胶增 稠剂75-95份，十二烷基二甲基苄基溴化铵0.1-3份，除氧剂1-6份，纤 维素酶0.1-1份，富马酸0.5-10份，柠檬酸1-8份，葡萄糖酸0.5-5份， 三聚磷酸钠0.1-3份，Gemini阳离子表面活性剂0.1-5份，无水乙醇0.1-20 份，丙三醇4-12.5份，环氧乙烷3-15份，碱5-30份；所述植物胶增稠剂为瓜尔胶和苦苈胶的混合物。
作为本发明的一种优选实施方式，植物胶增稠剂中苦苈胶占1-20％质 量百分数。
作为本发明的一种优选实施方式，碱为强碱。
作为本发明的一种优选实施方式，瓜尔胶为瓜尔胶胶片及其衍生物。
实例1
由99％重量百分数瓜尔胶和1％重量百分数苦苈胶混合的75重量份植 物胶增稠剂在零下40℃冷冻1天，转零下20℃再冷冻2天，转入0℃冷库， 通氮气，加二氧化碳干冰储存。进入捏合机后在密封条件下利用0.1重量 份十二烷基二甲基苄基溴化铵杀菌也可以再利用紫外线照射杀菌并加3重 量份除氧剂驱除空气中的氧气，再用1重量份的纤维素酶喷涂，植物胶增 稠剂常常含有纤维质的植物壳茎，这些物质常常做为杂质和胶液残渣存在，人工及机械方法难以挑出，纤维素酶等微量生物酶对植物胶增稠剂中的纤 维物质进行生物降解，减少植物胶增稠剂中的残渣。采用破壁机转速调动 在1200转/分钟剪切一次，采用0.5重量份的富马酸、1重量份柠檬酸、3 重量份葡萄糖酸、0.1重量份三聚磷酸钠、0.1重量份Gemini阳离子表面活 性剂、0.1重量份无水乙醇及4重量份丙三醇对植物胶增稠剂在流化床上进 行密封喷涂处理，再在捏合机中在氮气保护下用3重量份环氧乙烷处理， 最后用5重量份强碱中和。
现场实施井为前35-161井深2734.8-2876.3米，目地层解释为差油层、 差油层、干层细砂岩，压裂液459方，压前泵抽日产原油4.5t，压后泵抽 日产原油9.5t。
实例2
由80％重量百分数瓜尔胶和20％重量百分数苦苈胶混合的95重量份 植物胶增稠剂在零下35℃冷冻2天，转零下25℃再冷冻3天，转入零下4℃ 冷库，加二氧化碳干冰储存。进入捏合机后在密封条件下利用3重量份十 二烷基二甲基苄基溴化铵杀菌，也可以利用紫外线照射杀菌并加1重量份 除氧剂驱除空气中的氧气，再用0.5重量份的纤维素酶喷涂。植物胶增稠 剂在捏合机中捏合，采用破壁机转速调动在3500转/分钟剪切一次，采用 10重量份的富马酸、4重量份柠檬酸、0.5重量份葡萄糖酸、1.6重量份三 聚磷酸钠、5重量份Gemini阳离子表面活性剂、10重量份无水乙醇及8重 量份丙三醇对植物胶增稠剂在流化床上进行密封喷涂处理，再在捏合机中 在氮气保护下用15重量份环氧乙烷处理，最后用17重量份强碱中和。
现场实施井为驾34-1井，井深4005.1-4021.6米，配制压裂液459方， 目地层解释为差油层、细砂岩，压前泵抽日产原油6.1t，压后泵抽日产原 油11.2t。
实例3
由90％重量百分数瓜尔胶和10％重量百分数苦苈胶混合的85重量份 植物胶增稠剂在零下30℃冷冻3天，转零下15℃再冷冻1天，转入零下8℃ 冷库，加二氧化碳干冰储存，可以每周定期置放0.1％的二氧化碳干冰。进 入捏合机后在密封条件下利用1.5重量份十二烷基二甲基苄基溴化铵杀菌， 也可以利用紫外线照射杀菌并加6重量份氮气除氧剂驱除空气中的氧气， 再用0.1重量份的纤维素酶喷涂。植物胶增稠剂在捏合机中捏合，植物胶增稠剂在三辊机机中粉碎，采用破壁机转速调动在2450转/分钟剪切一次， 采用5重量份的富马酸、8重量份柠檬酸、5重量份葡萄糖酸、3重量份三 聚磷酸钠、2.6重量份Gemini阳离子表面活性剂、20重量份无水乙醇及12.5 重量份丙三醇对植物胶增稠剂在流化床上进行密封喷涂处理，再在捏合机 中在氮气保护下用9重量份环氧乙烷处理，最后用30重量份强碱中和。
现场实施井为沈241-20-20，井深3613.1-3740.3米，目地层解释为油 层、差油层、细砂岩，配制压裂液326方，压前泵抽日产原油6.1t，压后 泵抽日产原油12.9t。
上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实 施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗 旨的前提下做出的各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种植物胶增粘剂，其特征在于：主要由以下原料制得：以重量份数计，植物胶增稠剂75-95份，十二烷基二甲基苄基溴化铵0.1-3份，除氧剂1-6份，纤维素酶0.1-1份，富马酸0.5-10份，柠檬酸1-8份，葡萄糖酸0.5-5份，三聚磷酸钠0.1-3份，Gemini阳离子表面活性剂0.1-5份，无水乙醇0.1-20份，丙三醇4-12.5份，环氧乙烷3-15份，碱5-30份；所述植物胶增稠剂为瓜尔胶和苦苈胶的混合物。
2.根据权利要求1所述的植物胶增粘剂，其特征在于：植物胶增稠剂中苦苈胶占1-20％重量百分数。
3.根据权利要求2所述的植物胶增粘剂，其特征在于：碱为强碱。
4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的植物胶增粘剂，其特征在于：瓜尔胶为瓜尔胶胶片及其衍生物。
5.一种权利要求1至4中任意一项权利要求所述的植物胶增粘剂制备方法，其特征在于：植物胶增稠剂在零下30-40℃冷冻1-3天，零下15-25℃再冷冻1-3天，转入冷库0℃到零下8℃，加二氧化碳干冰储存，进入捏合机后在密封条件下利用十二烷基二甲基苄基溴化铵杀菌和除氧剂除氧，在喷涂纤维素酶降解纤维物质，采用破壁机剪切，采用富马酸、柠檬酸、葡萄糖酸、三聚磷酸钠、Gemini阳离子表面活性剂、无水乙醇、丙三醇对植物胶增稠剂在流化床上进行密封喷涂处理，再在捏合机中在氮气保护下用环氧乙烷处理，最后用强碱中和。
6.根据权利要求5所述的植物胶增粘剂，其特征在于：所述除氧剂为氮气。
7.根据权利要求5所述的植物胶增粘剂，其特征在于：每周定期置放0.1％的二氧化碳干冰。
8.根据权利要求5所述的植物胶增粘剂，其特征在于：植物胶增稠剂在捏合机中捏合。
9.根据权利要求5所述的植物胶增粘剂，其特征在于：植物胶增稠剂在三辊机机中粉碎。
10.根据权利要求5所述的植物胶增粘剂，其特征在于：破壁机转速在1200-3500转/分钟。
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