一種新型水基凍膠壓裂液增稠劑的配方的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)水基凍膠壓裂液增稠劑的配方的工藝配方，它包括野皂莢膠、黃原膠、香豆膠、羥丙基瓜爾膠。本配方經(jīng)復(fù)配制備出的水基凍膠壓裂液增稠劑，降低了增稠劑對(duì)瓜爾膠的依賴(lài)；水不溶物含量低；上述水基凍膠壓裂液增稠劑制備出的基液表觀粘度在200～400mP·s；以硼砂為交聯(lián)劑，制備的凍膠挑掛性能良好，是粘彈性能良好的假塑性流體。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種新型水基凍膠壓裂液增稠劑的配方

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水基壓裂液領(lǐng)域，具體涉及一種水基凍膠壓裂液增稠劑，尤其涉及水 不溶物含量低，流變性能好的水基凍膠壓裂液增稠劑及其生產(chǎn)的物料配方組成。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著世界油價(jià)的不斷攀升和國(guó)際石油資源的口益緊缺，國(guó)內(nèi)外石油勘探 和開(kāi)發(fā)都在向低滲、特低滲油藏方向發(fā)展，低滲透儲(chǔ)層已經(jīng)成為我國(guó)石油工業(yè)增儲(chǔ)上產(chǎn)的 主要資源基礎(chǔ)。
[0003] 低滲透油氣藏一般是指儲(chǔ)層孔隙度低、滲透性差、單井產(chǎn)能低、勘探開(kāi)發(fā)難度大的 一類(lèi)油氣體藏。雖然低滲透油氣藏滲流阻力大，自然產(chǎn)量低，開(kāi)采難度大，卻儲(chǔ)藏十分豐富， 廣泛分布在北美、中亞、東亞和東南亞、北非、北歐等地區(qū)。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)油氣 勘探陸續(xù)在鄂爾多斯、松遼、四川、準(zhǔn)噶爾、塔里木等盆地發(fā)現(xiàn)了一大批地質(zhì)儲(chǔ)量超億噸當(dāng) 量的低滲透油氣田。2008年，中國(guó)低滲透油氣田原油產(chǎn)量0. 71 X108t (包括低滲透稠油）， 占全國(guó)總產(chǎn)量的37. 6%。低滲透油氣田產(chǎn)量比例逐年上升，2010?2012年分別為34. 8%、 36%、37. 6%，低滲透油氣田已成為中國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)的主戰(zhàn)場(chǎng)（朱天壽，徐永高.超低 滲透油藏壓裂改造技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社；2012 :1)。
[0004] 低滲透儲(chǔ)層低孔、低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)、儲(chǔ)量豐度低，易受損害，目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)低滲 透油藏的開(kāi)發(fā)采取了一系列的措施，水力壓裂技術(shù)作為提高低滲透油藏采收效果的一種重 要的手段，在低滲透油藏開(kāi)采中使用非常廣泛，絕大多數(shù)油氣井必須實(shí)施壓裂增產(chǎn)措施后 方見(jiàn)產(chǎn)能。水力壓裂是油氣井增產(chǎn)，水井增注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施（王鴻勛.水力壓裂原 理.北京：石油工業(yè)出版社；1987)，同時(shí)，水力壓裂已經(jīng)成為低滲透、特低滲透油田改造的 重要措施，其工藝技術(shù)水平對(duì)油氣的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)有著直接影響（劉艷艷，劉大偉，劉永良，楊 建等水力壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).鉆井液與完井液2011 :75-76)。
[0005] 壓裂液包括水基壓裂液、油基壓裂液、醇基壓裂液、乳化壓裂液及泡沫壓裂液等， 其中水基壓裂液具有成本低、安全性較高等優(yōu)點(diǎn)，目前使用最廣泛。增稠劑是水基壓裂液中 的主要添加劑，其發(fā)展經(jīng)歷了近半個(gè)世紀(jì)，但獲得性能更好的壓裂液增稠劑一直是國(guó)內(nèi)外 學(xué)者研究的方向（侯曉暉，王煦，王玉斌.水基壓裂液聚合物增稠劑的應(yīng)用狀況及展望.西 南石油學(xué)院學(xué)報(bào)2004 :60-62.)。
[0006] 由于瓜爾膠具有良好的水溶性、交聯(lián)性、pH穩(wěn)定性，且易于破膠，增稠能力強(qiáng)，是瓜 爾膠及其改性衍生物目前國(guó)內(nèi)外最為廣泛應(yīng)用的壓裂液增稠劑。呈線形結(jié)構(gòu)的瓜爾膠由 瓜爾豆制備而成，而瓜爾豆喜熱耐旱，其對(duì)日照敏感的遺傳特性限制了它的種植區(qū)域，其主 產(chǎn)于印度和巴基斯坦。受天氣、種植條件和政治等多種因素的影響，瓜爾膠嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口且 價(jià)格一直很不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了我國(guó)相關(guān)行業(yè)的健康發(fā)展。特別是二十世紀(jì)九十年代以來(lái)， 隨著我國(guó)各相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展和田菁膠資源的日趨萎縮，加上目前國(guó)內(nèi)外水力壓裂對(duì)瓜 爾豆的需求快速增加，獲得大批量的瓜爾豆越來(lái)越困難。多年來(lái)人們一直在尋找一種可以 代替瓜爾膠的植物膠（侯曉暉，王煦，張軍，李曙光，趙光勇.水基壓裂液用聚合物增稠劑評(píng) 述?精細(xì)石油化工進(jìn)展2004:15-18)。
[0007] 資料顯示，我國(guó)野皂莢資源蘊(yùn)藏豐富，主產(chǎn)于太行山、小五臺(tái)山，生于向陽(yáng)干燥山 坡或路邊，分布于河北、河南、山西、山東、陜西等地。其種子中的植物多糖膠主要成分也是 半乳甘露聚糖，且性能優(yōu)于田菁膠，在一些行業(yè)可替代進(jìn)口瓜爾膠使用。為了有效利用這一 資源，我國(guó)科技工作者已經(jīng)開(kāi)展了對(duì)野皂莢種子化學(xué)成分、種子多糖膠結(jié)構(gòu)與性能、多糖膠 提取工藝和裝備技術(shù)的研究（蔣建新，張衛(wèi)明，朱莉偉，李憲平.野皂莢資源分布及開(kāi)發(fā)利 用.中國(guó)野生植物資源2003:22-23)。但是，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，野皂莢膠作為增稠劑制備出來(lái)的 水基凍膠壓裂液基液粘度低、水不溶物含量高、凍膠耐剪切性能差等缺點(diǎn)，不能直接應(yīng)用于 大型水利壓裂施工。
[0008] 瓜爾膠、香豆膠、田菁膠以及它們的衍生物是我國(guó)油田壓裂施工中使用最多的增 稠劑，目前對(duì)增稠劑的研究以及應(yīng)用主要集中在上述植物膠的改性方面；同時(shí)，對(duì)胡里豆膠 的研究更是少見(jiàn)，也由于基液粘度低、水不溶物含量高、凍膠耐剪切性能差等缺點(diǎn)，其在壓 裂施工中的應(yīng)用受到很大限制。從現(xiàn)在掌握的資料來(lái)看，目前還沒(méi)有報(bào)道的技術(shù)通過(guò)將羥 丙基瓜爾膠，香豆膠，胡里豆膠以及黃原膠進(jìn)行合理地復(fù)配，制備出復(fù)合壓裂作業(yè)性能需求 的水基凍膠壓裂液，同時(shí)，降低增稠劑的原料成本以及對(duì)瓜爾膠的依賴(lài)。利用黃原膠與半乳 甘露聚糖類(lèi)植物膠協(xié)同增效的作用，通過(guò)黃原膠與瓜爾膠、香豆膠、野皂莢膠復(fù)配的方式， 制備出復(fù)合壓裂性能要求的水基凍膠壓裂液增稠劑。工藝簡(jiǎn)單，該增稠劑配制出的壓裂液 基液粘度高，水不溶物含量少，凍膠挑掛性能好，同時(shí)，降低了增稠劑對(duì)瓜爾膠的依賴(lài)以及 生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是：水基凍膠壓裂液增稠劑對(duì)進(jìn)口瓜爾膠及其改性產(chǎn)品依 賴(lài)嚴(yán)重；國(guó)產(chǎn)植物膠因性能差導(dǎo)致其在大型壓裂施工中使用率較低。
[0010] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：本發(fā)明提出了一種生產(chǎn)水基凍 膠壓裂液增稠劑的原料配方，它包括黃原膠、香豆膠、瓜爾膠、野皂莢膠組分。
[0011] 一種新型水基凍膠壓裂液增稠劑的配方，其特征在于，包括如下組分：
[0012] 香豆膠 0.5 ~ 2.0 g 黃原膠 0.5?2.0 g 野皂莢膠 1.0 ~ 5.0 g 羥丙基瓜爾膠1.0?8.0 g
[0013] 本配方參照國(guó)標(biāo)SY/T5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法及SY/T6075-94植物膠 及其該型產(chǎn)品性能測(cè)定方法，制備出的水基凍膠壓裂液壓裂液，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的 有益效果：
[0014] (1)該配方實(shí)施操作簡(jiǎn)便，大大降低了水基凍膠壓裂液增稠劑對(duì)羥丙基瓜爾膠的 依賴(lài)以及生產(chǎn)成本，提高了國(guó)產(chǎn)植物膠香豆膠和胡里豆膠在水基凍膠壓裂液增稠劑中的應(yīng) 用比例。
[0015] (2)采用本配方制備出來(lái)的水基凍膠壓裂液具有：基液粘度高、水不溶物含量少、 凍膠挑掛性能好、和流變性能良好的優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 實(shí)施例1
[0017] 制備水基凍膠壓裂液增稠劑各組分的質(zhì)量如下：
[0018] 香豆膠： 0.50g 黃雇膠： 0.50g 野皂莢膠： l.OOg 羥丙基瓜爾膠：l.OOg [0019] 水基凍膠壓裂液增稠劑制備方法如下：
[0020] 準(zhǔn)確稱(chēng)取0. 50g香豆膠，0. 50g黃原膠，1. 00g野皂莢膠及1. 00g羥丙基瓜爾膠，經(jīng) 上述四種藥品混合研磨即得粉末狀的水基凍膠壓裂液增稠劑。
[0021] 制備出的水基凍膠壓裂液增稠劑是一種粉末狀物質(zhì)，產(chǎn)品大大降低了增稠劑對(duì)瓜 爾膠的依賴(lài)。本發(fā)明水基凍膠壓裂液增稠劑參照國(guó)標(biāo)SY/T5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià) 方法及SY/T6075-94植物膠及其該型產(chǎn)品性能測(cè)定方法，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 7%的上述水基凍膠 壓裂液增稠劑制備出的基液在170^1的剪切速率時(shí)表觀粘度在380mP ? s，水不溶物含量為 0. 46mg/ml ;以硼砂為交聯(lián)劑，1 %的硼砂溶液作為交聯(lián)劑溶液，在基液pH 8?9,以交聯(lián)比 100 : 5制備的凍膠挑掛性能良好，是粘彈性能良好的假塑性流體。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 制備水基凍膠壓裂液增稠劑各組分的質(zhì)量如下：
[0024] 香豆膠： 1.40 g 黃原膠： 1.40 g 野皂莢膠： 4.20g 羥丙基瓜爾膠：7.00 g
[0025] 水基凍膠壓裂液增稠劑制備方法如下：
[0026] 準(zhǔn)確稱(chēng)取1. 12g香豆膠，1. 68g黃原膠，4. 20g野皂莢膠及7. 00g羥丙基瓜爾膠，經(jīng) 上述四種藥品混合研磨即得粉末狀的水基凍膠壓裂液增稠劑。
[0027] 制備出的水基凍膠壓裂液增稠劑是一種粉末狀物質(zhì)，產(chǎn)品大大降低了增稠劑對(duì)瓜 爾膠的依賴(lài)。本發(fā)明水基凍膠壓裂液增稠劑參照國(guó)標(biāo)SY/T5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià) 方法及SY/T6075-94植物膠及其該型產(chǎn)品性能測(cè)定方法，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 7%的上述水基凍膠 壓裂液增稠劑制備出的基液在170^1的剪切速率時(shí)表觀粘度在310mP ? s，水不溶物含量為 0. 53mg/ml ;以硼砂為交聯(lián)劑，1 %的硼砂溶液作為交聯(lián)劑溶液，在基液pH 8?9,以交聯(lián)比 100 : 5制備的凍膠挑掛性能良好，是粘彈性能良好的假塑性流體。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 制備水基凍膠壓裂液增稠劑各組分的質(zhì)量如下：
[0030] 香豆膠： 2.00g 黃原膠： 2.00g 野皂莢膠： 5.00g 羥丙基瓜爾膠：8.00g
[0031] 水基凍膠壓裂液增稠劑制備方法如下：
[0032] 準(zhǔn)確稱(chēng)取2. 00g香豆膠，2. 00g黃原膠，5. 0g野皂莢膠及8. 00g瓜爾膠，經(jīng)上述四 種藥品混合研磨即得粉末狀的水基凍膠壓裂液增稠劑。
[0033] 制備出的水基凍膠壓裂液增稠劑是一種粉末狀物質(zhì)，產(chǎn)品大大降低了增稠劑對(duì)瓜 爾膠的依賴(lài)。本發(fā)明水基凍膠壓裂液增稠劑參照國(guó)標(biāo)SY/T5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià) 方法及SY/T6075-94植物膠及其該型產(chǎn)品性能測(cè)定方法，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 7%的上述水基凍膠 壓裂液增稠劑制備出的基液在170^1的剪切速率時(shí)表觀粘度在306mP ? s，水不溶物含量為 0. 42mg/ml ;以硼砂為交聯(lián)劑，1 %的硼砂溶液作為交聯(lián)劑溶液，在基液pH 8?9,以交聯(lián)比 100 : 5制備的凍膠挑掛性能良好，是粘彈性能良好的假塑性流體。
[0034] 盡管結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理 解，在本發(fā)明構(gòu)思的引導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可進(jìn)行各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)也屬 于本發(fā)明的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型水基凍膠壓裂液增稠劑的配方，其特征在于，包括如下組分： 香豆膠： 0.5?2.0 g 黃原膠： 0.5 ~ 2.0 g 野皂莢膠： 1.0~ 5.0 g。 羥丙基瓜爾膠：1.0 ~ 8.0g
【文檔編號(hào)】C09K8/68GK104449646SQ201410664675
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】汪樹(shù)軍, 孟凡賓, 劉紅研, 鄭萬(wàn)剛, 馬煥慶, 徐興雨, 何萌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)