CN113512413A - 一种用于破除硼交联剂的药剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于破除硼交联剂的药剂，包括如下按重量配比的组分：过氧化物0.01‑0.1％、破胶激活剂0.01％‑0.05％、糖类促进剂0.02％‑0.06％，破乳剂0.08％‑0.016％、杀菌剂0.08‑1％、pH调节剂0.2‑0.3％、其余成分为水，本发明还公开了一种用于破除硼交联剂的药剂的制备方法，其将过氧化物、破胶激活剂、糖类促进剂，破乳剂、杀菌剂、pH调节剂和水混合制成药剂，本发明可以有效破除硼交联剂，其可以在较短内即可将快速粘度降低到较低程度，破胶时间短，同时在60min后即可将粘度降低到2左右，破胶效率高，同时其采用的是过氧化物和破胶激活剂等常见药剂，处理成本低，使用范围广，符合实际的使用需求。

Description

一种用于破除硼交联剂的药剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田化学品领域，尤其涉及油田压裂液体系中的一种用于破除硼交联剂的药剂及其制备方法。

背景技术

在石油开采领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称油层水力压裂。压裂是人为的使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。

压裂是中、低渗透油田勘探开发工程序列中的重要环节，压裂施工结束后，未彻底破胶的压裂液及剩余原胶液(基液)从井筒返至地面，这种水基压裂返排液以有机硼交联体系为主(聚合物是一种高屈服度的羟丙基瓜尔胶，和硼基交联剂交联而生成压裂液冻胶)。这部分返排液成分复杂，由于含有破胶后的及未破胶的胍胶、高分子聚合物及石油类、铁离子等，导致返排液黏度高、乳化严重，影响了压裂返排液絮凝、沉降等处理过程中药剂的扩散，造成反应时间长、处理效果差，因此，压裂返排液进行后续处理前，须先彻底破胶。

破胶剂主要破坏稠化剂分子链结构，使其降黏、水化，实现破胶，主要有热力、机械、化学、生物等途径，目前常用的是生物和化学法。

生物法采用生物酶破胶剂，生物酶破胶剂是一种绿色环保型破胶剂，对降低破胶残渣有明显改善，但是对热具有敏感性低于酶活温度范围的，酶活性低，生物降解缓慢，而高于酶适应温度范围时，则酶彻底失去活性。

化学法主要采用过硫酸钾、过硫酸胺等氧化剂，温度高时，过氧化物分解为高活性自由基，破坏聚合物主链结构，达到破胶目的，温度越高，氧化剂反应活性越强，但当温度低于50℃时，氧化剂破胶效果明显下降。低温条件下目前的破胶体系需要大剂量的激活剂，而且存在适用范围窄、破胶时间长以及破胶水化不彻底等缺点。

所以目前的破胶剂都不能满足实际的使用需求。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能有效破除硼交联剂，并且具有破胶时间短、破胶水化彻底、处理成本低以及使用范围广优点的用于破除硼交联剂的药剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于破除硼交联剂的药剂，包括如下按重量配比的组分：

过氧化物0.01-0.1％、破胶激活剂0.01％-0.05％、糖类促进剂0.02％-0.06％，破乳剂0.08％-0.016％、杀菌剂0.08-1％、pH调节剂0.2-0.3％、其余成分为水。

进一步的，所述过氧化物为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾的一种或几种。

进一步的，所述破胶激活剂为硫酸亚铁、乙酰丙酮亚铁、氯化亚铁中的一种或几种。

进一步的，所述糖类促进剂为酮糖或醛糖。

进一步的，所述酮糖为二羟丙酮、赤藓酮糖、木酮糖、果糖中的一种或几种。

进一步的，所述醛糖为葡萄糖、甘露糖、山梨糖和半乳汤中的一种或者几种。

进一步的，所述破乳剂为氯化钙、硫酸铝、聚合氯化铝以及聚合氯化铝中的一种或几种。

进一步的，所述杀菌剂为烷基二甲基乙酸铵、山梨酸钾、尼泊金丁酯、五氯酚钠以及异噻唑啉酮中的一种或几种。

进一步的，所述pH调节剂为柠檬酸、羟基乙酸、酒石酸、次氯酸、葡萄糖酸、碳酸钠、碳酸钾以及碳酸氢钾中的一种或几种。

一种用于破除硼交联剂的药剂的制备方法,包括如下步骤：

(1)将过氧化物缓慢加入到去离子水中，边搅拌边加热，搅拌速率100～120转/分，温度控制在30℃，恒温搅拌1h自然冷却至室温，得到过氧化物溶液；

(2)破胶激活剂缓慢加入上述过氧化物溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为80～100转/分，温度控制在30℃，恒温3～5h后自然冷却至室温，得到混合溶液；

(3)将糖类促进剂加入上述混合溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为200～300转/分，温度控制在40～45℃，恒温2～4h后降温至30～40℃，恒温3～5h自然冷却至室温；

(4)将破乳剂和杀菌剂加入上述混合溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为200～300转/分，温度控制在30℃，恒温2～4h后；

(5)将pH调节剂加入上述混合溶液中，搅拌速率为100～200转/分，室温下搅拌1h，得到药剂。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明方案的用于破除硼交联剂的药剂及其制备方法，可以有效破除硼交联剂，其可以在15min内即可将快速粘度降低到6-8之间，破胶时间短，同时在60min后即可将粘度降低到2左右，破胶效率高，同时其采用的是过氧化物和破胶激活剂等常见药剂，处理成本低，使用范围广，符合实际的使用需求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明的设计思路如下：过氧化物在破胶激活剂的促进下，使化学破胶剂在低温条件下断开主链的同时，也断开侧链，达到彻底破胶的目的，从而提高压裂返排液后续絮凝、沉降和过滤处理工艺的处理效果。

本发明一实施例所述的一种用于破除硼交联剂的药剂，包括如下按重量配比的组分：过氧化物0.01-0.1％、破胶激活剂0.01％-0.05％、糖类促进剂0.02％-0.06％，破乳剂0.08％-0.016％、杀菌剂0.08-1％、pH调节剂0.2-0.3％、其余成分为水。

具体的，所述过氧化物为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾的一种或几种；所述破胶激活剂为硫酸亚铁、乙酰丙酮亚铁、氯化亚铁中的一种或几种。

另外，所述糖类促进剂为酮糖如二羟丙酮、赤藓酮糖、木酮糖、果糖等或者醛糖例如葡萄糖、甘露糖、山梨糖和半乳汤中的一种或者几种，加入糖类促进剂会与硼酸盐离子络合以降低液体的pH值，从而降低凝胶的粘度，促进胶体的降解。

所述破乳剂为氯化钙、硫酸铝、聚合氯化铝以及聚合氯化铝中的一种或几种，加入了破乳剂对压裂返排液中的悬浮物、有机物、机械杂质、污油等进行了有效分离沉降，防止其对重复配制压裂液体系性能造成的影响。

所述杀菌剂为烷基二甲基乙酸铵、山梨酸钾、尼泊金丁酯、五氯酚钠或异噻唑啉酮的一种或几种，加入特定的杀菌剂，返排废水在回收后可以在不同温度条件下保存15-30天，可以缓解细菌分解造成的影响，提高压裂返排液重复利用率。

所述pH调节剂为柠檬酸、羟基乙酸、酒石酸、次氯酸、葡萄糖酸、碳酸钠、碳酸钾以及碳酸氢钾中的一种或几种，加入的pH调节剂主要是针对不同的压裂返排水调节其在合适的pH范围内，更好的达到彻底破胶的效果。

本发明还提供了一种用于破除硼交联剂的药剂的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将过氧化物缓慢加入到去离子水中，边搅拌边加热，搅拌速率100～120转/分，温度控制在30℃，恒温搅拌1h自然冷却至室温，得到过氧化物溶液；

(2)破胶激活剂缓慢加入上述过氧化物溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为80～100转/分，温度控制在30℃，恒温3～5h后自然冷却至室温，得到混合溶液；

(3)将糖类促进剂类化合物引发剂加入上述混合溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为200～300转/分，温度控制在40～45℃，恒温2～4h后降温至30～40℃，恒温3～5h自然冷却至室温；

(4)将破乳剂和杀菌剂加入上述混合溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为200～300转/分，温度控制在30℃，恒温2～4h后；

(5)将pH调节剂加入上述混合溶液中，搅拌速率为100～200转/分，室温下搅拌1h，得到药剂。

本发明将结合以下实施例对本发明所述的用于破除硼交联剂的药剂及其制备方法进行进一步的描述：

实施例1

量取50mL处理后的压裂返排液，调整温度为50℃，搅拌速度在250r/min，向其中加入0.2mL的本发明的用于破除硼交联剂的药剂，分别在0min，15min，30min以及60min下测试压裂返排液的粘度，考察用于破除硼交联剂的药剂的破胶性能。

实施例2

量取50mL处理后的压裂返排液，调整温度为40℃，搅拌速度在500r/min，向其中加入0.3mL的本发明的用于破除硼交联剂的药剂，分别在0min，15min，30min以及60min下测试压裂返排液的粘度，考察用于破除硼交联剂的药剂的破胶性能。

测试时min	0	15	30	60
					粘度mPa·s	22.18	6.54	4.18	1.66

实施例3

量取100mL处理后的压裂返排液，调整温度为30℃，搅拌速度在500r/min，向其中加入0.4mL的本发明的用于破除硼交联剂的药剂，分别在0min，15min，30min以及60min下测试压裂返排液的粘度，考察用于破除硼交联剂的药剂的破胶性能。

测试时min	0	15	30	60
					粘度mPa·s	21.68	8.15	6.77	2.11

实施例4

量取50mL处理后的压裂返排液，调整温度为80℃，搅拌速度在250r/min，向其中加入0.2mL的本发明的用于破除硼交联剂的药剂，分别在0min，15min，30min以及60min下测试压裂返排液的粘度，考察用于破除硼交联剂的药剂的破胶性能。

测试时间min	0	15	30	60
					粘度mPa·s	20.08	5.55	3.79	1.42

实施例5

量取50mL处理后的压裂返排液，调整温度为25℃，搅拌速度在250r/min，向其中加入0.2mL的本发明的用于破除硼交联剂的药剂，分别在0min，15min，30min以及60min下测试压裂返排液的粘度，考察用于破除硼交联剂的药剂的破胶性能。

测试时min	0	15	30	60
					粘度mPa·s	21.68	6.56	4.32	1.71

实施例6

量取200mL处理后的压裂返排液，调整温度为25℃，搅拌速度在250r/min，向其中加入1mL的本发明的用于破除硼交联剂的药剂，分别在0min，15min，30min以及60min下测试压裂返排液的粘度，考察用于破除硼交联剂的药剂的破胶性能。

测试时间min	0	15	30	60
					粘度mPa·s	21.68	7.11	4.68	1.56

通过上面六个实施例中可得出，使用本发明的用于破除硼交联剂的药剂后，可以有效破除硼交联剂，其可以在15min内即可将快速粘度降低到6-8之间，破胶时间短，同时在60min后即可将粘度降低到2左右，破胶效率高，同时其采用的为常规药剂，处理成本低，使用范围广，符合实际的使用需求。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于破除硼交联剂的药剂，其特征在于，包括如下按重量配比的组分：

过氧化物0.01-0.1％、破胶激活剂0.01％-0.05％、糖类促进剂0.02％-0.06％，破乳剂0.08％-0.016％、杀菌剂0.08-1％、pH调节剂0.2-0.3％、其余成分为水。

2.如权利要求1所述的用于破除硼交联剂的药剂，其特征在于：所述过氧化物为过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾的一种或几种。

3.如权利要求1所述的用于破除硼交联剂的药剂，其特征在于：所述破胶激活剂为硫酸亚铁、乙酰丙酮亚铁、氯化亚铁中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的用于破除硼交联剂的药剂,其特征在于：所述糖类促进剂为酮糖或醛糖。

5.如权利要求4所述的用于破除硼交联剂的药剂,其特征在于：所述酮糖为二羟丙酮、赤藓酮糖、木酮糖、果糖中的一种或几种。

6.如权利要求4所述的用于破除硼交联剂的药剂,其特征在于：所述醛糖为葡萄糖、甘露糖、山梨糖和半乳汤中的一种或者几种。

7.如权利要求1所述的用于破除硼交联剂的药剂,其特征在于：所述破乳剂为氯化钙、硫酸铝、聚合氯化铝以及聚合氯化铝中的一种或几种。

8.如权利要求1所述的用于破除硼交联剂的药剂,其特征在于：所述杀菌剂为烷基二甲基乙酸铵、山梨酸钾、尼泊金丁酯、五氯酚钠以及异噻唑啉酮中的一种或几种。

9.如权利要求1所述的用于破除硼交联剂的药剂,其特征在于：所述pH调节剂为柠檬酸、羟基乙酸、酒石酸、次氯酸、葡萄糖酸、碳酸钠、碳酸钾以及碳酸氢钾中的一种或几种。

10.一种如权利要求1-9中任意一项所述的用于破除硼交联剂的药剂的制备方法,其特征在于，包括如下步骤：

(1)将过氧化物缓慢加入到去离子水中，边搅拌边加热，搅拌速率100～120转/分，温度控制在30℃，恒温搅拌1h自然冷却至室温，得到过氧化物溶液；

(2)破胶激活剂缓慢加入上述过氧化物溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为80～100转/分，温度控制在30℃，恒温3～5h后自然冷却至室温，得到混合溶液；

(3)将糖类促进剂加入上述混合溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为200～300转/分，温度控制在40～45℃，恒温2～4h后降温至30～40℃，恒温3～5h自然冷却至室温；

(4)将破乳剂和杀菌剂加入上述混合溶液中，边搅拌边加热，搅拌速率为200～300转/分，温度控制在30℃，恒温2～4h后；

(5)将pH调节剂加入上述混合溶液中，搅拌速率为100～200转/分，室温下搅拌1h，得到药剂。