CN115340859A - 一种复合多糖减阻剂以及一种复合多糖滑溜水压裂液及应用 - Google Patents

一种复合多糖减阻剂以及一种复合多糖滑溜水压裂液及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复合多糖减阻剂以及一种复合多糖滑溜水压裂液及应用，属于石油化工技术领域，本发明通过将微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶以特定比例混合得到复合多糖减阻剂，克服了现有技术中滑溜水压裂液性能较差的问题。本发明制备得到的复合多糖滑溜水压裂液具有低摩阻、流变性能强的特点，减阻率高达76.37％～79.47％，初始配制粘度高达428.1～495.9mPa·s，且在180℃剪切60min之后的压裂液粘度还能够保持在300mPa·s以上，说明本发明的复合多糖滑溜水压裂液成功实现了粘度和稳定性的大幅提升，在改良压裂液领域具有重要意义，并且制备方法简便，适于产业应用推广。

Description

一种复合多糖减阻剂以及一种复合多糖滑溜水压裂液及应用
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，尤其涉及一种复合多糖减阻剂以及一种复合多糖滑溜水压裂液及应用。
背景技术
滑溜水，是对页岩油气储层进行水力压裂的一种压裂液体系，是页岩气开发的关键液体之一。相对于传统的凝胶压裂液体系，滑溜水压裂液体系以其高效、低成本的特点在页岩气开发中广泛应用，其中减阻剂作为滑溜水压裂液体系的核心助剂，直接决定了滑溜水压裂液体系的性能与应用。
现有技术中开发了多种微生物多糖为减阻剂的压裂液，但是现有技术中的微生物多糖往往需要改性后才能应用至产业，改性步骤繁琐且成本较高，制备所得的滑溜水压裂液性能往往也不能满足产业实际需求，例如高温作业下性能变差等、仍需进一步优化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合多糖减阻剂以及一种复合多糖滑溜水压裂液及应用，用以解决现有技术中滑溜水压裂液性能较差的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种复合多糖减阻剂，包括微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶，所述微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶的重量比为6～10:2～4:0.5～1.5。
优选的，所述微生物多糖为温轮胶、定优胶或黄原胶。
本发明还提供了一种复合多糖滑溜水压裂液，由包含以下重量份数的原料制成：
上述复合多糖减阻剂0.1～0.3份、交联剂0.2～0.8份、交联延迟剂0.1～0.5份、防膨剂0.2～0.6份、助排剂0.1～0.3份、水90～110份。
优选的，所述交联剂为三氯化锆、硫酸铬钾、重铬酸钾、三氯化铝、硫酸铝、硫酸铜、氧氯化锆、四氯化钛、乙酸锆中的一种或几种。
优选的，所述交联延迟剂为乙酰丙酮和/或谷氨酸二乙酸四钠。
优选的，所述防膨剂为氯化钾和/或盐酸胍中。
优选的，所述助排剂为氟碳表面活性剂、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。
本发明还提供了上述复合多糖滑溜水压裂液的制备方法，包括以下步骤：
将所述复合多糖减阻剂、交联剂、交联延迟剂、防膨剂、助排剂和水混合，搅拌20～40min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
本发明还提供了上述复合多糖滑溜水压裂液在页岩气开发中的应用。
本发明的技术效果和优点：
本发明意外发现将微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶以特定比例混合得到的复合多糖，其性能要远远优于各种类多糖单独用作减阻剂时得到的效果，进一步制备得到的复合多糖滑溜水压裂液性能优良，具有低摩阻、流变性能强等特点，并且制备方法简便，适于产业应用推广。
附图说明
图1为流变性检测结果统计图。
具体实施方式
本发明提供了一种复合多糖减阻剂，包括微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶，所述微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶的重量比为6～10:2～4:0.5～1.5。
在本发明中，所述复合多糖减阻剂中包括微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶，所述微生物多糖优选为温轮胶、定优胶或黄原胶，进一步优选为定优胶；所述微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶的重量比优选为6～10:2～4:0.5～1.5，进一步优选为7～9:2.5～3.5:0.8～1.2。
本发明还提供了一种复合多糖滑溜水压裂液，由包含以下重量份数的原料制成：上述复合多糖减阻剂0.1～0.3份、交联剂0.2～0.8份、交联延迟剂0.1～0.5份、防膨剂0.2～0.6份、助排剂0.1～0.3份、水90～110份；所述复合多糖滑溜水压裂液的原料包含上述复合多糖减阻剂0.1～0.3份，所述复合多糖减阻剂的重量份数进一步优选为0.15～0.25份；所述复合多糖滑溜水压裂液的原料包含交联剂0.2～0.8份，优选为0.4～0.6份，所述交联剂优选为三氯化锆、硫酸铬钾、重铬酸钾、三氯化铝、硫酸铝、硫酸铜、氧氯化锆、四氯化钛、乙酸锆中的一种或几种；所述复合多糖滑溜水压裂液的原料包含交联延迟剂0.1～0.5份，优选为0.2～0.4份，所述交联延迟剂优选为乙酰丙酮、谷氨酸二乙酸四钠中的一种或两种；所述复合多糖滑溜水压裂液的原料包含防膨剂0.2～0.6份，优选为0.3～0.5份，所述防膨剂优选为氯化钾、盐酸胍中的一种或两种，当所述防膨剂中包含氯化钾和盐酸胍两种组分时，所述氯化钾和盐酸胍的重量比优选为1:0.8～1.2；所述复合多糖滑溜水压裂液的原料包含助排剂0.1～0.3份，优选为0.15～0.25份，所述助排剂优选为氟碳表面活性剂、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。
本发明还提供了上述复合多糖滑溜水压裂液的制备方法，包括以下步骤：将复合多糖减阻剂、交联剂、交联延迟剂、防膨剂、助排剂和水混合，搅拌20～40min，得到复合多糖滑溜水压裂液，所述搅拌的时间优选为25～35min，本发明对所述搅拌的转速没有特殊要求，能够实现均匀混合即可；所述混合的过程中优选将水之外的原料混合均匀，再加入水。
本发明还提供了上述复合多糖滑溜水压裂液在页岩气开发中的应用，所述页岩气开发优选为高温条件下进行作业，本发明对所述复合多糖滑溜水压裂液的使用方法没有特殊要求，采用常规的压裂方法即可。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
精密称量定优胶0.8g、瓜尔胶0.3g、魔芋胶0.1g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
实施例2
精密称量温轮胶0.8g、瓜尔胶0.3g、魔芋胶0.1g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、异丙醇2g，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
实施例3
精密称量黄原胶0.8g、瓜尔胶0.3g、魔芋胶0.1g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
实施例4
精密称量定优胶0.9g、瓜尔胶0.4g、魔芋胶0.15g，氧氯化锆5.5g、乙酰丙酮3g、氯化钾1g、盐酸胍1g、氟碳表面活性剂1g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
实施例5
精密称量定优胶0.7g、瓜尔胶0.2g、魔芋胶0.05g，氧氯化锆4.5g、乙酰丙酮2g、氯化钾1.5g、盐酸胍1.5g、氟碳表面活性剂1.5g，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
对比例1
精密称量定优胶1.2g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到微生物多糖滑溜水压裂液。
对比例2
精密称量温轮胶1.2g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到微生物多糖滑溜水压裂液。
对比例3
精密称量黄原胶1.2g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到微生物多糖滑溜水压裂液。
对比例4
精密称量定优胶0.6g、瓜尔胶0.4g、魔芋胶0.2g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
对比例5
精密称量瓜尔胶0.8g、定优胶0.2g、魔芋胶0.2g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
对比例6
精密称量定优胶0.8g、田菁胶0.3g、魔芋胶0.1g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
对比例7
精密称量定优胶0.8g、瓜尔胶0.4g、香豆胶0.1g，氧氯化锆5g、乙酰丙酮2.5g、氯化钾2g、盐酸胍2g、氟碳表面活性剂2g(购自上海雨木化工有限公司，专用界面活性剂YM-217)，加入1L水，搅拌30min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
实验例1摩阻性能检测
将实验例1～3、对比例1～7的滑溜水压裂液作为样品，记为实验组A1、A2、A3、B、C、D、E、F、G、H，进行如下实验：
采用压裂液摩阻测定仪(南通仪创实验仪器有限公司，GM-3C型)检测滑溜水压裂液的摩阻性能，在10m/s的流速、10mm的管径条件下进行测定，计算减阻率，结果如下表1所示：
表1摩阻性能检测结果
Figure BDA0003861237530000051
由结果可知，以特定比例进行复配的瓜尔胶和魔芋胶可提升微生物多糖压裂液的摩阻性能，实现较好的减阻效果，减阻率高达76％以上，最优的定优胶组甚至能达到79.47％，其他种类的多糖进行组合并不能实现此效果。
实验例2流变性检测
采用HAAKE Viscotester iQ流变仪对A1、A2、A3、B、C、D组压裂液的耐热性和抗剪能力进行检测，采用温度180℃、剪切速率170s-1的实验条件，结果如下表2所示，整合图如图1所示：
表2粘度测试结果
Figure BDA0003861237530000061
Figure BDA0003861237530000071
由上述结果可知，本发明提供的复合多糖滑溜水压裂液初始配制粘度高达428.1～495.9mPa·s，随剪切时间的增加逐步下降，但与单一多糖压裂液相比，复合多糖能够有效减缓粘度降低速率，使得剪切60min之后的压裂液粘度还能够保持在300mPa·s以上，而单一多糖滑溜水压裂液初始配制粘度仅有218.8～254.6mPa·s，且剪切60min后粘度过低，并不利于实际高温施工应用。
由以上实施例可知，本发明提供的复合多糖滑溜水压裂液具有优异的减阻性能，初始配制粘度较高，抗剪切能力极强，说明本发明的复合多糖滑溜水压裂液成功实现了粘度和稳定性的大幅提升，在改良压裂液领域具有重要意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种复合多糖减阻剂，其特征在于，包括微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶，所述微生物多糖、瓜尔胶和魔芋胶的重量比为6～10:2～4:0.5～1.5。
2.根据权利要求1所述的复合多糖减阻剂，其特征在于，所述微生物多糖为温轮胶、定优胶或黄原胶。
3.一种复合多糖滑溜水压裂液，其特征在于，由包含以下重量份数的原料制成：
权利要求1或2所述的复合多糖减阻剂0.1～0.3份、交联剂0.2～0.8份、交联延迟剂0.1～0.5份、防膨剂0.2～0.6份、助排剂0.1～0.3份、水90～110份。
4.根据权利要求3所述的复合多糖滑溜水压裂液，其特征在于，所述交联剂为三氯化锆、硫酸铬钾、重铬酸钾、三氯化铝、硫酸铝、硫酸铜、氧氯化锆、四氯化钛、乙酸锆中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的复合多糖滑溜水压裂液，其特征在于，所述交联延迟剂为乙酰丙酮和/或谷氨酸二乙酸四钠。
6.根据权利要求5所述的复合多糖滑溜水压裂液，其特征在于，所述防膨剂为氯化钾和/或盐酸胍。
7.根据权利要求6所述的复合多糖滑溜水压裂液，其特征在于，所述助排剂为氟碳表面活性剂、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种。
8.权利要求3～7任一项所述的复合多糖滑溜水压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述复合多糖减阻剂、交联剂、交联延迟剂、防膨剂、助排剂和水混合，搅拌20～40min，得到复合多糖滑溜水压裂液。
9.权利要求3～7任一项所述的复合多糖滑溜水压裂液在页岩气开发中的应用。
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