可重復(fù)利用羥丙基胍膠壓裂液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田增產(chǎn)措施改造領(lǐng)域所使用的一種化學(xué)品，尤其是一種可重復(fù)利用 羥丙基胍膠壓裂液。
【背景技術(shù)】
[0002] 羥丙基胍膠壓裂液是目前油田廣泛使用的多糖聚合物壓裂液。其中的稠化劑羥丙 基胍膠可以起到保持液體粘度以攜帶支撐劑和控制液體濾失等作用。而這些聚合物濃縮或 形成濾餅會(huì)明顯降低支撐劑填充帶的導(dǎo)流能力。因此，在壓裂施工后，這些聚合物必須進(jìn)行 破膠返排。然而，施工早期過(guò)早的加入強(qiáng)氧化劑進(jìn)行破膠則會(huì)使壓裂液過(guò)早水化破膠。目 前廣泛使用的膠囊破膠劑具有延遲釋放作用，其對(duì)施工中的壓裂液的粘度幾乎沒(méi)有影響， 可以高濃度使用，而在施工結(jié)束后其又能將其中包被的強(qiáng)氧化劑釋放出來(lái)，使壓裂液能徹 底破膠返排，減少聚合物對(duì)支撐劑填充帶導(dǎo)流能力的傷害。
[0003] 由于膠囊氧化破膠劑是把過(guò)氧化物單獨(dú)裝在合成外殼內(nèi)，其生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜， 造價(jià)較高。
[0004] 另外，目前羥丙基胍膠壓裂液都是一次性使用，其中含有大量的化學(xué)藥劑，一次性 返排講給環(huán)境帶來(lái)巨大壓力，對(duì)壓裂液進(jìn)行重復(fù)使用不但可以節(jié)約大量的化工材料和水資 源，而且可以縮短施工周期，提高生產(chǎn)進(jìn)度。而廣泛使用的氧化型破膠劑（如過(guò)硫酸銨）等 在破膠過(guò)程中通過(guò)氧化斷裂胍膠高分子鏈上的縮醛鍵，從而使大分子深度降解導(dǎo)致破膠。 該過(guò)程是不可逆的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)胍膠的重復(fù)利用。對(duì)破膠劑進(jìn)行改革是實(shí)現(xiàn)羥丙基胍膠回收 利用的基礎(chǔ)。目前壓裂液緩釋酸破膠技術(shù)尚不成熟，可利用的緩釋酸種類(lèi)較少。一般固體 緩釋酸分子本身具有酸性，無(wú)法與羥丙基胍膠在堿性條件下交聯(lián)的性質(zhì)相匹配，所以不能 作為羥丙基胍膠壓裂液緩釋型破膠劑使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可重復(fù)利用羥丙基胍膠壓裂液，其返排出的 壓裂液經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)化處理后仍能重復(fù)使用。
[0006] 本發(fā)明適用于耐溫40-90°C硼交聯(lián)的羥丙基胍膠凍膠壓裂液體系，為了解決上述 技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的可重復(fù)利用羥丙基胍膠壓裂液至少包括如下組分及各組分重量百分比 為：
[0007] 羥丙基胍膠粉 0. 35% pH 值調(diào)節(jié)劑 Q. 01%-?. 03% 助排劑 1%-3:% 粘土穩(wěn)定劑 0. 5%-2% 交聯(lián)劑 0. 1%-0. 3% 破膠劑 0.2%-0,6% 余量為水；
[0008] 所述交聯(lián)劑為硼砂或有機(jī)硼；
[0009] 所述破膠劑為草酸銨與多聚甲醛的復(fù)配物或者為醋酸銨與多聚甲醛的復(fù)配物，其 中草酸銨與多聚甲醛的質(zhì)量比為2:1或者為醋酸銨與多聚甲醛的質(zhì)量比為2:1。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明克服目前膠囊氧化型破膠劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)工 藝較高，并且其破膠過(guò)程中將羥丙基胍膠的高分子鏈深度降解而無(wú)法實(shí)現(xiàn)羥丙基胍膠回收 利用的缺陷，提供了一種外形與使用方法與膠囊破膠劑類(lèi)似而生產(chǎn)使用成本遠(yuǎn)低于膠囊破 膠劑的緩釋酸類(lèi)破膠劑。本發(fā)明中的緩釋酸類(lèi)破膠劑不破壞胍膠大分子的高分子鏈，因此 返排出的壓裂液經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)化處理后仍能重復(fù)使用，這樣就能大大節(jié)省了化工原料，降低了 壓裂成本，保護(hù)了環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為以醋酸銨和多聚甲醛配合物為破膠劑時(shí)濃度為0. 35%羥丙基胍膠壓裂液 在40、60、90攝氏度時(shí)破膠時(shí)間隨破膠劑加量的變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
[0013] 本發(fā)明所涉及的羥丙基胍膠固體緩釋酸破膠劑包括草酸銨與多聚甲醛或醋酸銨 與多聚甲醛兩種的復(fù)配物。
[0014] 在羥丙基胍膠在水中交聯(lián)形成凍膠的過(guò)程中，草酸銨、醋酸銨都是中性物質(zhì)，在較 低溫度下由于其二者與聚合物多聚甲醛反應(yīng)緩慢，可以大量加入壓裂液中而不影響交聯(lián)。 隨著壓裂液泵入井底，溫度升高，多聚甲醛水解速度加快，醋酸銨與草酸銨可以分別與之反 應(yīng)分別生成弱酸草酸和醋酸，這兩種酸可以與體系中的堿發(fā)生中和反應(yīng)從而使體系pH值 降低而使交聯(lián)凍膠蛻化為基液。
[0015]
[0016] 所用草酸銨與多聚甲醛質(zhì)量比為2:1，所用醋酸銨與多聚甲醛質(zhì)量比也為2:1。
[0017] 對(duì)于0. 35%的羥丙基胍膠壓裂液，40°C時(shí)破膠劑用量在0. 2% -0. 6%時(shí)其破膠 時(shí)間在6h_3h之內(nèi)。隨溫度升高以及破膠劑加量的增加其破膠速度明顯加快。60°C時(shí)破 膠劑用量在〇.2%-〇.6%時(shí)破膠時(shí)間在15〇11^11-3〇1^11之內(nèi)變化。而9〇1：時(shí)采用濃度為 0. 2% -0. 6%的破膠劑加量時(shí)其破膠時(shí)間在60min-8min之內(nèi)。
[0018] 這種破膠劑有如下幾種特點(diǎn)：
[0019] 1、本身為中性化合物粉末，加入壓裂液初期未產(chǎn)生酸前不對(duì)體系pH值產(chǎn)生影響， 因此不影響交聯(lián)過(guò)程，可以在較高濃度下使用。隨著壓裂液注入井底，溫度升高，該破膠劑 逐漸在凍膠中溶解并反應(yīng)釋放出H+，從而使體系pH值降低而導(dǎo)致破膠。
[0020] 2、針對(duì)不同濃度的羥丙基胍膠壓裂液可以通過(guò)調(diào)節(jié)破膠劑的加量控制破膠時(shí)間， 克服了膠囊破膠劑破膠時(shí)間不易掌控的缺點(diǎn)。
[0021] 3、由于該破膠劑所產(chǎn)生的酸為弱酸，在短期內(nèi)不會(huì)使羥丙基胍膠大分子鏈上的縮 醛鍵水解，不破壞胍膠分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，因此返排液短期內(nèi)如經(jīng)過(guò)分離除砂、破乳、補(bǔ)加添 加劑等方式可以實(shí)現(xiàn)羥丙基胍膠的可重復(fù)利用，從而大大的降低壓裂成本。
[0022] 4、本發(fā)明所用化合物為已經(jīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，可以 降低壓裂成本，提高生產(chǎn)效益。本發(fā)明可以替代傳統(tǒng)的膠囊破膠劑進(jìn)行使用，從而解決了膠 囊破膠劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)價(jià)格較高的缺點(diǎn)。
[0023] 5、本發(fā)明所用材料均為固體粉末，無(wú)腐蝕性，使用時(shí)將兩種固體按重量比加入壓 裂液體系中即可，現(xiàn)場(chǎng)操作性強(qiáng)。
[0024] 6、本發(fā)明所用化合物性質(zhì)穩(wěn)定，易于運(yùn)輸儲(chǔ)存。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 使用時(shí)，配制0. 35 %羥丙基胍膠水溶液，待充分溶脹后加入0. 03 % pH值調(diào)節(jié) 劑、3%助排劑、2%粘土穩(wěn)定劑等添加劑，以0. 3%硼砂作為交聯(lián)劑，形成可挑掛凍膠后加 入0.5%的破膠劑草酸銨和多聚甲醛，其二者質(zhì)量比為2 :1，40攝氏度下3h后粘度降為 40mPa *s，pH值降為7。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)補(bǔ)加添加劑，調(diào)節(jié)pH為9-10后加入交聯(lián)劑仍能形 成可挑掛凍膠，因此可進(jìn)行返排液重復(fù)利用。如不進(jìn)行壓裂液回收利用，其最終粘度可降至 5mPa · s，徹底水化破膠。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] 使用時(shí)，配制0. 35 %羥丙基胍膠水溶液，待充分溶脹后加入0. 03% pH值調(diào)節(jié) 劑、3 %助排劑、2 %粘土穩(wěn)定劑等添加劑，以0. 3 %硼砂作為交聯(lián)劑，形成可挑掛凍膠后加 入0. 5%的破膠劑醋酸銨和多聚甲醛，其二者質(zhì)量比為2 :1，40攝氏度下3h后粘度降為 40mPa *s，pH值降為7。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)補(bǔ)加添加劑，調(diào)節(jié)pH為9-10后加入交聯(lián)劑仍能形 成可挑掛凍膠，因此可進(jìn)行返排液重復(fù)利用。如不進(jìn)行壓裂液回收利用，其最終粘度可降至 5mPa · s，徹底水化破膠。
[0029] 實(shí)施例3
[0030] 使用時(shí)，配制0. 35 %羥丙基胍膠水溶液，待充分溶脹后加入0. 02 % pH值調(diào)節(jié)劑、 2%助排劑、1%粘土穩(wěn)定劑等添加劑，以0.2%硼砂作為交聯(lián)劑，形成可挑掛凍膠后加入 0.3%的破膠劑草酸銨和多聚甲醛，其二者質(zhì)量比為2 :1，60攝氏度下IOOmin后粘度降為 40mPa · s，pH值降為7。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)補(bǔ)加添加劑，調(diào)節(jié)pH為9-10后加入交聯(lián)劑仍能形 成可挑掛凍膠，因此可進(jìn)行返排液重復(fù)利用。如不進(jìn)行壓裂液回收利用，其最終粘度可降至 5mPa · s，徹底水化破膠。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 使用時(shí)，配制0. 35 %羥丙基胍膠水溶液，待充分溶脹后加入0. 01 % pH值調(diào)節(jié) 劑、1%助排劑、〇. 5%粘土穩(wěn)定劑等添加劑，以0. 1%硼砂作為交聯(lián)劑，形成可挑掛凍膠后 加入0. 2%的破膠劑醋酸銨和多聚甲醛，其二者質(zhì)量比為2 :1，90攝氏度下1后粘度降為 40mPa *s，pH值降為7。在此基礎(chǔ)上繼續(xù)補(bǔ)加添加劑，調(diào)節(jié)pH為9-10后加入交聯(lián)劑仍能形 成可挑掛凍膠，因此可進(jìn)行返排液重復(fù)利用。如不進(jìn)行壓裂液回收利用，其最終粘度可降至 5mPa · s，徹底水化破膠。
[0033] 綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在 本發(fā)明的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實(shí)施例，但這些實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可重復(fù)利用居丙基脈膠壓裂液，溫度40-9(TC，其特征在于，至少包括如下組分 及各組分重量百分比為： 矮丙基脈膠粉 化35% pH值調(diào)節(jié)劑 0.01%-0.0:說(shuō) 助排劑 1%-3規(guī) 粘上穩(wěn)定劑 化醜一2騎 交聯(lián)劑 0. 1%-0. 3% 破膠劑 0. 2%-0. 6% 余量為水； 所述交聯(lián)劑為測(cè)砂或有機(jī)測(cè)； 所述破膠劑為草酸倭與多聚甲醒的復(fù)配物或者為醋酸倭與多聚甲醒的復(fù)配物，其中草 酸倭與多聚甲醒的質(zhì)量比為2:1或者為醋酸倭與多聚甲醒的質(zhì)量比為2:1。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可重復(fù)利用羥丙基胍膠壓裂液，其至少包括如下組分及各組分重量百分比為：羥丙基胍膠粉0.35％，pH值調(diào)節(jié)劑0.01％-0.03％，助排劑1％-3％，粘土穩(wěn)定劑0.5％-2％，交聯(lián)劑0.1％-0.3％，破膠劑0.2％-0.6％，余量為水；所述交聯(lián)劑為硼砂或有機(jī)硼；所述破膠劑為草酸銨與多聚甲醛的復(fù)配物或者為醋酸銨與多聚甲醛的復(fù)配物，其中草酸銨與多聚甲醛的質(zhì)量比為2:1或者為醋酸銨與多聚甲醛的質(zhì)量比為2:1。本發(fā)明中的緩釋酸類(lèi)破膠劑不破壞胍膠大分子的高分子鏈，因此返排出的壓裂液經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)化處理后仍能重復(fù)使用，這樣就能大大節(jié)省了化工原料，降低了壓裂成本，保護(hù)了環(huán)境。
【IPC分類(lèi)】C09K8/68
【公開(kāi)號(hào)】CN105400504
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410396895
【發(fā)明人】尹光偉, 王林, 張世林, 王玉忠, 鄒鵬, 楊庭安, 徐慶祥
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2014年8月13日