一种新型水基冻胶压裂液增稠剂的配方的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种生产水基冻胶压裂液增稠剂的配方的工艺配方，它包括野皂荚胶、黄原胶、香豆胶、羟丙基瓜尔胶。本配方经复配制备出的水基冻胶压裂液增稠剂，降低了增稠剂对瓜尔胶的依赖；水不溶物含量低；上述水基冻胶压裂液增稠剂制备出的基液表观粘度在200～400mP·s；以硼砂为交联剂，制备的冻胶挑挂性能良好，是粘弹性能良好的假塑性流体。
【专利说明】一种新型水基冻胶压裂液增稠剂的配方
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水基压裂液领域，具体涉及一种水基冻胶压裂液增稠剂，尤其涉及水 不溶物含量低，流变性能好的水基冻胶压裂液增稠剂及其生产的物料配方组成。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着世界油价的不断攀升和国际石油资源的口益紧缺，国内外石油勘探 和开发都在向低渗、特低渗油藏方向发展，低渗透储层已经成为我国石油工业增储上产的 主要资源基础。
[0003] 低渗透油气藏一般是指储层孔隙度低、渗透性差、单井产能低、勘探开发难度大的 一类油气体藏。虽然低渗透油气藏渗流阻力大，自然产量低，开采难度大，却储藏十分丰富， 广泛分布在北美、中亚、东亚和东南亚、北非、北欧等地区。自20世纪80年代以来，国内油气 勘探陆续在鄂尔多斯、松辽、四川、准噶尔、塔里木等盆地发现了一大批地质储量超亿吨当 量的低渗透油气田。2008年，中国低渗透油气田原油产量0. 71 X108t (包括低渗透稠油）， 占全国总产量的37. 6%。低渗透油气田产量比例逐年上升，2010?2012年分别为34. 8%、 36%、37. 6%，低渗透油气田已成为中国油气田开发建设的主战场（朱天寿，徐永高.超低 渗透油藏压裂改造技术.北京：石油工业出版社；2012 :1)。
[0004] 低渗透储层低孔、低渗、非均质性强、储量丰度低，易受损害，目前国内外针对低渗 透油藏的开发采取了一系列的措施，水力压裂技术作为提高低渗透油藏采收效果的一种重 要的手段，在低渗透油藏开采中使用非常广泛，绝大多数油气井必须实施压裂增产措施后 方见产能。水力压裂是油气井增产，水井增注的一项重要技术措施（王鸿勋.水力压裂原 理.北京：石油工业出版社；1987)，同时，水力压裂已经成为低渗透、特低渗透油田改造的 重要措施，其工艺技术水平对油气的经济开发有着直接影响（刘艳艳，刘大伟，刘永良，杨 建等水力压裂技术研究现状及发展趋势.钻井液与完井液2011 :75-76)。
[0005] 压裂液包括水基压裂液、油基压裂液、醇基压裂液、乳化压裂液及泡沫压裂液等， 其中水基压裂液具有成本低、安全性较高等优点，目前使用最广泛。增稠剂是水基压裂液中 的主要添加剂，其发展经历了近半个世纪，但获得性能更好的压裂液增稠剂一直是国内外 学者研究的方向（侯晓晖，王煦，王玉斌.水基压裂液聚合物增稠剂的应用状况及展望.西 南石油学院学报2004 :60-62.)。
[0006] 由于瓜尔胶具有良好的水溶性、交联性、pH稳定性，且易于破胶，增稠能力强，是瓜 尔胶及其改性衍生物目前国内外最为广泛应用的压裂液增稠剂。呈线形结构的瓜尔胶由 瓜尔豆制备而成，而瓜尔豆喜热耐旱，其对日照敏感的遗传特性限制了它的种植区域，其主 产于印度和巴基斯坦。受天气、种植条件和政治等多种因素的影响，瓜尔胶严重依赖进口且 价格一直很不稳定，严重影响了我国相关行业的健康发展。特别是二十世纪九十年代以来， 随着我国各相关行业的快速发展和田菁胶资源的日趋萎缩，加上目前国内外水力压裂对瓜 尔豆的需求快速增加，获得大批量的瓜尔豆越来越困难。多年来人们一直在寻找一种可以 代替瓜尔胶的植物胶（侯晓晖，王煦，张军，李曙光，赵光勇.水基压裂液用聚合物增稠剂评 述?精细石油化工进展2004:15-18)。
[0007] 资料显示，我国野皂荚资源蕴藏丰富，主产于太行山、小五台山，生于向阳干燥山 坡或路边，分布于河北、河南、山西、山东、陕西等地。其种子中的植物多糖胶主要成分也是 半乳甘露聚糖，且性能优于田菁胶，在一些行业可替代进口瓜尔胶使用。为了有效利用这一 资源，我国科技工作者已经开展了对野皂荚种子化学成分、种子多糖胶结构与性能、多糖胶 提取工艺和装备技术的研究（蒋建新，张卫明，朱莉伟，李宪平.野皂荚资源分布及开发利 用.中国野生植物资源2003:22-23)。但是，实验中发现，野皂荚胶作为增稠剂制备出来的 水基冻胶压裂液基液粘度低、水不溶物含量高、冻胶耐剪切性能差等缺点，不能直接应用于 大型水利压裂施工。
[0008] 瓜尔胶、香豆胶、田菁胶以及它们的衍生物是我国油田压裂施工中使用最多的增 稠剂，目前对增稠剂的研究以及应用主要集中在上述植物胶的改性方面；同时，对胡里豆胶 的研究更是少见，也由于基液粘度低、水不溶物含量高、冻胶耐剪切性能差等缺点，其在压 裂施工中的应用受到很大限制。从现在掌握的资料来看，目前还没有报道的技术通过将羟 丙基瓜尔胶，香豆胶，胡里豆胶以及黄原胶进行合理地复配，制备出复合压裂作业性能需求 的水基冻胶压裂液，同时，降低增稠剂的原料成本以及对瓜尔胶的依赖。利用黄原胶与半乳 甘露聚糖类植物胶协同增效的作用，通过黄原胶与瓜尔胶、香豆胶、野皂荚胶复配的方式， 制备出复合压裂性能要求的水基冻胶压裂液增稠剂。工艺简单，该增稠剂配制出的压裂液 基液粘度高，水不溶物含量少，冻胶挑挂性能好，同时，降低了增稠剂对瓜尔胶的依赖以及 生产成本。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的问题是：水基冻胶压裂液增稠剂对进口瓜尔胶及其改性产品依 赖严重；国产植物胶因性能差导致其在大型压裂施工中使用率较低。
[0010] 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：本发明提出了一种生产水基冻 胶压裂液增稠剂的原料配方，它包括黄原胶、香豆胶、瓜尔胶、野皂荚胶组分。
[0011] 一种新型水基冻胶压裂液增稠剂的配方，其特征在于，包括如下组分：
[0012] 香豆胶 0.5 ~ 2.0 g 黄原胶 0.5?2.0 g 野皂荚胶 1.0 ~ 5.0 g 羟丙基瓜尔胶1.0?8.0 g
[0013] 本配方参照国标SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法及SY/T6075-94植物胶 及其该型产品性能测定方法，制备出的水基冻胶压裂液压裂液，与现有技术相比，本发明的 有益效果：
[0014] (1)该配方实施操作简便，大大降低了水基冻胶压裂液增稠剂对羟丙基瓜尔胶的 依赖以及生产成本，提高了国产植物胶香豆胶和胡里豆胶在水基冻胶压裂液增稠剂中的应 用比例。
[0015] (2)采用本配方制备出来的水基冻胶压裂液具有：基液粘度高、水不溶物含量少、 冻胶挑挂性能好、和流变性能良好的优点。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] 制备水基冻胶压裂液增稠剂各组分的质量如下：
[0018] 香豆胶： 0.50g 黄雇胶： 0.50g 野皂荚胶： l.OOg 羟丙基瓜尔胶：l.OOg [0019] 水基冻胶压裂液增稠剂制备方法如下：
[0020] 准确称取0. 50g香豆胶，0. 50g黄原胶，1. 00g野皂荚胶及1. 00g羟丙基瓜尔胶，经 上述四种药品混合研磨即得粉末状的水基冻胶压裂液增稠剂。
[0021] 制备出的水基冻胶压裂液增稠剂是一种粉末状物质，产品大大降低了增稠剂对瓜 尔胶的依赖。本发明水基冻胶压裂液增稠剂参照国标SY/T5107-2005水基压裂液性能评价 方法及SY/T6075-94植物胶及其该型产品性能测定方法，质量分数0. 7%的上述水基冻胶 压裂液增稠剂制备出的基液在170^1的剪切速率时表观粘度在380mP ? s，水不溶物含量为 0. 46mg/ml ;以硼砂为交联剂，1 %的硼砂溶液作为交联剂溶液，在基液pH 8?9,以交联比 100 : 5制备的冻胶挑挂性能良好，是粘弹性能良好的假塑性流体。
[0022] 实施例2
[0023] 制备水基冻胶压裂液增稠剂各组分的质量如下：
[0024] 香豆胶： 1.40 g 黄原胶： 1.40 g 野皂荚胶： 4.20g 羟丙基瓜尔胶：7.00 g
[0025] 水基冻胶压裂液增稠剂制备方法如下：
[0026] 准确称取1. 12g香豆胶，1. 68g黄原胶，4. 20g野皂荚胶及7. 00g羟丙基瓜尔胶，经 上述四种药品混合研磨即得粉末状的水基冻胶压裂液增稠剂。
[0027] 制备出的水基冻胶压裂液增稠剂是一种粉末状物质，产品大大降低了增稠剂对瓜 尔胶的依赖。本发明水基冻胶压裂液增稠剂参照国标SY/T5107-2005水基压裂液性能评价 方法及SY/T6075-94植物胶及其该型产品性能测定方法，质量分数0. 7%的上述水基冻胶 压裂液增稠剂制备出的基液在170^1的剪切速率时表观粘度在310mP ? s，水不溶物含量为 0. 53mg/ml ;以硼砂为交联剂，1 %的硼砂溶液作为交联剂溶液，在基液pH 8?9,以交联比 100 : 5制备的冻胶挑挂性能良好，是粘弹性能良好的假塑性流体。
[0028] 实施例3
[0029] 制备水基冻胶压裂液增稠剂各组分的质量如下：
[0030] 香豆胶： 2.00g 黄原胶： 2.00g 野皂荚胶： 5.00g 羟丙基瓜尔胶：8.00g
[0031] 水基冻胶压裂液增稠剂制备方法如下：
[0032] 准确称取2. 00g香豆胶，2. 00g黄原胶，5. 0g野皂荚胶及8. 00g瓜尔胶，经上述四 种药品混合研磨即得粉末状的水基冻胶压裂液增稠剂。
[0033] 制备出的水基冻胶压裂液增稠剂是一种粉末状物质，产品大大降低了增稠剂对瓜 尔胶的依赖。本发明水基冻胶压裂液增稠剂参照国标SY/T5107-2005水基压裂液性能评价 方法及SY/T6075-94植物胶及其该型产品性能测定方法，质量分数0. 7%的上述水基冻胶 压裂液增稠剂制备出的基液在170^1的剪切速率时表观粘度在306mP ? s，水不溶物含量为 0. 42mg/ml ;以硼砂为交联剂，1 %的硼砂溶液作为交联剂溶液，在基液pH 8?9,以交联比 100 : 5制备的冻胶挑挂性能良好，是粘弹性能良好的假塑性流体。
[0034] 尽管结合实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于上述实施例，应当理 解，在本发明构思的引导下，本领域技术人员可进行各种变化和改进，这些变化和改进也属 于本发明的内容。
【权利要求】
1. 一种新型水基冻胶压裂液增稠剂的配方，其特征在于，包括如下组分： 香豆胶： 0.5?2.0 g 黄原胶： 0.5 ~ 2.0 g 野皂荚胶： 1.0~ 5.0 g。 羟丙基瓜尔胶：1.0 ~ 8.0g
【文档编号】C09K8/68GK104449646SQ201410664675
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】汪树军, 孟凡宾, 刘红研, 郑万刚, 马焕庆, 徐兴雨, 何萌 申请人:中国石油大学(北京)