[發明專利]一種壓裂用生物膠的制備方法

有效

• 申請號: 201711192958.5
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN108048067B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 沈峰;張杰
• 申請（專利權）人: 三原弘迪森精細化工有限公司;陜西福瑞珂能源科技有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08F220/56;C08F222/10;C08F2/32
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發明公開了一種壓裂用生物膠的制備方法，該方法通過以下步驟實現：步驟一：水相的制備，其重量份配比為：水40～88份、松香酸聚氧乙烯琥珀酸單酯磺酸鈉2～10份、丙烯酰胺10～50份；步驟二：油相的制備，其重量份配比為：白油90～99份、司盤801～10份；步驟三：乳液的制備，其重量份配比為：所述步驟一制得的水相30～60份、所述步驟二制得的油相40～70份；在攪拌狀態下，將所述水相緩慢加入到所述油相中，加完后再用均質乳化泵循環乳化1～3次；步驟四：聚合反應,將所述步驟三制得的乳液置于帶有攪拌器的反應釜中，攪拌、充氮氣10分鐘以上，加氧化劑0.005～0.1份，升溫至35～45℃，緩慢滴加還原劑0.005～0.1份、2－5小時滴完，滴完后在35～45℃下保溫1小時而制得生物膠。

一、技術領域：

本發明屬于油氣井水力壓裂用壓裂液技術領域，具體涉及一種壓裂用生物膠的制備方法。

二、背景技術：

油氣井水力壓裂就是利用地面高壓泵組，將含有化學劑的壓裂液以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，隨即在井底附近憋起高壓。此壓力超過井壁附近地應力及巖石的抗張強度后，在地層中形成裂縫。如果在液體中帶有石英砂、陶粒等支撐劑，停泵后，液體在地層壓力擠壓作用下返出地面，而支撐劑則留在地層、在地層中形成具有足夠長度、一定寬度和高度的填砂裂縫。填砂裂縫具有很高的滲濾能力，可以大大改善油層的滲透性，使油氣暢通，起到增產的作用。

隨著近年來頁巖(油)氣、致密(油)天然氣水平井壓裂增產技術的進步，大排量、大規模的壓裂作業逐步替代傳統中低排量、常規規模的壓裂作業，動輒數千方乃至數萬方壓裂液需要攜帶數百噸支撐劑泵入地層，以提高油氣井產量。這種大排量、大規模的現場作業向傳統壓裂方式提出了挑戰，要求壓裂工序盡量簡潔化、壓裂液具有更低的摩阻。

而大規模的壓裂用水必然會導致水資源的緊張，而壓裂結束后壓裂液破膠返排至地面也產生更多的廢液。隨著環境保護意識及節水節能要求的加強，國內外開始逐步要求利用海水、油氣田(含煤層氣田、頁巖油氣田)采出水、油氣田(含煤層氣田、頁巖油氣田)壓裂返排液、油氣田(含煤層氣田、頁巖油氣田)酸化返排液、油氣田鉆井泥漿濾液等高硬度的鹽水替代傳統的淡水以配制壓裂液。

在現有技術中，水力壓裂用壓裂液主要通過在清水中添加增稠劑、交聯劑、表面活性劑、粘土穩定劑、殺菌劑、破膠劑等化學物品，以形成高粘的彈性流體。

長期以來，以瓜爾膠及其衍生物為增稠劑的壓裂液占據著主要的市場，這是因為這類壓裂液具備重多的優點：在水中能快速增粘；壓裂液具有極好的粘性、彈性、耐鹽性、耐溫性；瓜爾膠為豆類提取物，屬植物膠類，壓裂液在地層能自動降解、不易堵塞地層；破膠返排液易重復配制瓜爾膠壓裂液。

但瓜爾膠類壓裂液也存在明顯的缺點：配制過程中所需添加劑種類較多，破膠殘渣較高，易腐敗變質，施工摩阻較高、大排量作業有困難。

聚合物滑溜水壓裂液施工摩阻低，但攜砂性能差。

聚合物交聯壓裂液攜砂性能較好，破膠殘渣低。但施工摩阻依然較高，配制過程中所需添加劑種類較多，耐鹽性差、不適合于破膠返排液的重復利用。

疏水型高分子聚合物類壓裂液配制過程中所需添加劑種類少，但攜砂性能較差，在鹽水中溶脹慢、不適合于破膠返排液的重復利用。

疏水型表面活性劑壓裂液配制過程中所需添加劑種類少，在鹽水中溶脹快、適合于破膠返排液的重復利用；但價格昂貴，耐溫性能較差、使用條件受限。

黃原膠類高分子生物膠耐鹽性好，配制的壓裂液摩阻低，但攜砂性、耐溫性能差。

申請公布號CN103436246A公布的“生物清潔可回收壓裂液稠化”，其方法是利用生物膠原液、粘土穩定劑、成膠時間調節劑、隔離保護劑、水按比例配制而成。其中的生物膠原液是以KH2PO4、蔗糖、豆粕、水為培養基，通過產堿桿菌發酵而制得。

三、發明內容