本发明属于石油及天然气勘探与开发技术领域，特别涉及一种生物酶破胶剂及其制备方法。
背景技术：
现有技术中，压裂液是压裂技术的重要部分，是油气井增产增注主要措施之一。压裂液是用于造缝和携砂的液体，压裂液在加砂过程中要能有效携砂，因此在压裂施工中要求其具有较高的粘度保证造缝性能和携砂性能，同时加砂结束后压裂液要能及时破胶并返排，减小残液对地层的伤害。
压裂液中所使用的增稠剂主要是半乳甘露聚糖类植物胶及其改性衍生物，具有可增稠、可输送支撑剂、可悬浮和可控制滤失的特性，在压裂作业中取得了良好的作业效果，在压裂完成后，如果增稠剂分子没有有效降解，往往会造成严重的储层伤害。因此，压裂作业要求添加破胶剂来降解增稠剂分子从而降低其分子量，降低压裂液粘度，以便压裂液返排，并将支撑剂留在裂缝里，形成一定支撑强度的裂缝，并建立支撑剂孔隙渗透率，达到压裂增产的目的。特别是对于特低渗油田来说，筛选适合于该储层压裂液体系的破胶剂就显得非常重要。
现有技术中，在压裂破胶时，多使用以过硫酸盐为代表的氧化型破胶剂，但这类破胶剂普遍存在着活化温度较高（大于55℃），在低温储层压裂液体系中活性较差，无法有效破胶的问题。生物技术的发展为解决这一难题提供了一个较好的办法，以甘露聚糖酶为代表的生物酶破胶剂，具有低温活性好，反应专一性强，破胶彻底的优点，在低温储层的压裂改造作业中取得了良好的效果。其不足之处在于：目前市场上使用的生物酶破胶剂，其酶活力较高，使用浓度低（ppm级），保证添加后的生物酶破胶剂浓度为ppm级的难度较大，容易出现添加生物酶破胶剂过多或过少的问题，导致破胶时间控制不当，发生提前破胶脱砂等作业事故；且生物酶直接和胍胶压裂液接触，添加瞬间即能够迅速降低胍胶压裂液的粘度，对压裂液的携砂和造缝性能产生较大影响，限制了压裂液发挥作用。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种生物酶胶囊破胶剂，能够有效地延迟生物酶破胶剂的释放，延长压裂液破胶时间，便于控制生物酶胶囊破胶剂的添加浓度，防止破胶时间控制不当导致发生提前破胶脱砂的事故；延长破胶时间，避免压裂液迅速降粘，保障低温压裂时压裂液的携砂和造缝性能；具有良好的低温破胶效率，能够大幅提高低温破胶效果。
本发明的目的是这样实现的：一种生物酶胶囊破胶剂，所述生物酶胶囊破胶剂由质量比为100：（0.005~0.05）：（2.5~10）的固体载体颗粒、生物酶和囊衣组成，所述每个载体颗粒上均包裹有生物酶层，生物酶层外周还包裹有囊衣，所述每个载体颗粒的粒径为0.125~0.150mm，包裹了生物酶层和囊衣的载体颗粒的粒径为0.425~0.850mm。
本发明使用时，将生物酶胶囊破胶剂加入胍胶压裂液中，对胍胶压裂液进行破胶降粘。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：生物酶包裹附着在固体载体颗粒上，形成生物酶层，生物酶层外周包裹有囊衣，生物酶胶囊破胶剂加入压裂液后，固体载体颗粒分散开与压裂液充分混合，每个载体颗粒上的囊衣缓慢溶解，被囊衣包裹住的生物酶无法立刻释放发挥作用，起到延长破胶时间的作用，当囊衣充分溶解后，生物酶与压裂液接触，开始破胶降粘。本发明延长了破胶时间，避免压裂液与破胶剂混合后迅速降粘，保障低温压裂时压裂液的携砂和造缝性能；有效地延迟生物酶破胶剂的释放，延长压裂液的破胶时间，防止破胶时间控制不当导致发生提前破胶脱砂的事故；生物酶附着在固体载体颗粒上，生物酶层相对于中心的载体颗粒的质量很小，每个载体颗粒上只有较小质量的生物酶会进行破胶降粘，因此生物酶胶囊破胶剂中发挥破胶作用的有效生物酶的质量很小，在添加生物酶胶囊破胶剂时便于控制使用浓度，避免添加生物酶破胶剂时，出现难以控制ppm级添加浓度的问题；通过控制载体颗粒上的囊衣厚度定量控制压裂液的破胶时间，以适用于不同温度地层的压裂施工；生物酶具有良好的低温破胶效率，能够大幅提高低温破胶效果。
作为本发明的进一步改进，所述固体载体颗粒为氯化钾、氯化钠、氯化铵或硫酸铵。氯化钾、氯化钠、氯化铵或硫酸铵作为载体颗粒，生物酶和囊衣依次附着在载体颗粒上。
作为本发明的进一步改进，所述生物酶为β-甘露聚糖酶。β-甘露聚糖酶具有低温活性好，反应专一性强，破胶彻底的优点，在低温储层的压裂改造作业中取得了良好的效果。
作为本发明的进一步改进，所述囊衣为氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、明胶或者pva。
本发明的目的之二是提供一种制备上述生物酶胶囊破胶剂的方法，通过该方法制备的生物酶胶囊破胶剂，能够实现生物酶破胶剂的延时释放和压裂液的延迟破胶，更好地满足压裂作业的需要。
本发明的目的是这样实现的：一种生物酶胶囊破胶剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量比为100：（0.5~5.0）：（50~200）准备好相应的固体载体颗粒、生物酶破胶剂和囊衣溶液，所述固体载体颗粒的粒径为0.125~0.150mm；
（2）将步骤（1）中准备好的生物酶破胶剂喷到固体载体颗粒上，使得每个载体颗粒上均粘附有生物酶破胶剂，保证生物酶破胶剂与固体载体颗粒混合均匀；
(3)将步骤（2）中粘附有生物酶破胶剂的载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，再将步骤（1）中准备好的囊衣溶液加入到流化床制粒包衣机的储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.15~0.3mpa，使得载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为38℃~42℃，通过蠕动泵将囊衣溶液以4~6l/h的流速喷淋在载体颗粒上，直至囊衣溶液被喷完，保持载体颗粒上下循环飞扬2~4h，直至固体载体颗粒的粒径长至0.425~0.850mm，关闭空压机，将载体颗粒取出后，常温晾干，得到生物酶胶囊破胶剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本方法先将固体载体颗粒与生物酶破胶剂混合均匀，再将粘附有生物酶破胶剂的载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，使得载体颗粒上下循环飞扬，将囊衣溶液缓慢喷淋在载体颗粒上，使得囊衣溶液与包裹了生物酶层的载体颗粒充分混合，通过本方法可以生物酶均匀地包裹在各个载体颗粒上，在生物酶层外部再包裹一层囊衣，各个载体颗粒均在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，生物酶破胶剂、囊衣溶液均与固体载体颗粒均匀混合，保证所有载体颗粒上都包裹上生物酶和囊衣。本方法制备的生物酶胶囊破胶剂，能够实现生物酶破胶剂的延时释放和压裂液的延迟破胶，更好地满足压裂作业的需要。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（2）中喷淋生物酶破胶剂时，先将固体载体颗粒放入流化床制粒包衣机中，再将生物酶破胶剂放入储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.25~0.35mpa，使得载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为38℃~42℃，通过蠕动泵将生物酶破胶剂以3~4l/h的流速喷淋在载体颗粒上，直至喷完，关闭空压机。将固体载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，使得载体颗粒上下循环飞扬，将生物酶破胶剂均匀喷淋在载体颗粒上，确保每个载体颗粒上都粘附有生物酶破胶剂。
作为本发明的进一步改进，所述固体载体颗粒为氯化钾、氯化钠、氯化铵或硫酸铵。
作为本发明的进一步改进，所述生物酶破胶剂为bbk-100生物酶破胶剂、生物酶破胶剂150或者sun-y100生物酶破胶剂。
作为本发明的进一步改进，所述囊衣溶液为质量浓度为40%的氯偏乳液、质量浓度为20%的明胶溶液或者质量浓度为25%的pva乳液。氯偏乳液、明
胶溶液和pva乳液可以使得载体颗粒的表面形成一层均匀、致密的囊衣，保证生物酶破胶剂延时释放和压裂液的延迟破胶。
具体实施方式
实施例1
本实施例的生物酶胶囊破胶剂，所述生物酶胶囊破胶剂由质量比为100：0.01：2.5的氯化钾载体颗粒、β-甘露聚糖酶和氯乙烯-偏氯乙烯共聚物囊衣组成，所述每个氯化钾载体颗粒上均包裹有β-甘露聚糖酶层，β-甘露聚糖酶层外周还包裹有氯乙烯-偏氯乙烯共聚物囊衣，所述每个氯化钾载体颗粒的粒径为0.125mm，包裹了β-甘露聚糖酶层和氯乙烯-偏氯乙烯共聚物囊衣的氯化钾载体颗粒的粒径为0.425mm。
本实施例的生物酶胶囊破胶剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量比为100：1：50准备好相应的氯化钾载体颗粒、bbk-100生物酶破胶剂和质量浓度为40%的氯偏乳液，所述氯化钾载体颗粒的粒径为0.125mm；
（2）将步骤（1）中准备好的bbk-100生物酶破胶剂喷到氯化钾载体颗粒上，使得每个氯化钾载体颗粒上均粘附有bbk-100生物酶破胶剂，保证bbk-100生物酶破胶剂与氯化钾载体颗粒混合均匀；喷淋bbk-100生物酶破胶剂时，先将氯化钾载体颗粒放入流化床制粒包衣机（常州市力雄机械制造有限公司flp-0.5型流化床制粒包衣机）中，再将bbk-100生物酶破胶剂放入储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.25mpa，使得氯化钾载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为38℃，通过蠕动泵将bbk-100生物酶破胶剂以4l/h的流速喷淋在氯化钾载体颗粒上，直至喷完，关闭空压机；
（3）将步骤（2）中粘附有bbk-100生物酶破胶剂的氯化钾载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，再将步骤（1）中准备好的氯偏乳液加入到流化床制粒包衣机的储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.15mpa，使得氯化钾载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为38℃，通过蠕动泵将氯偏乳液以6l/h的流速喷淋在氯化钾载体颗粒上，直至氯偏乳液被喷完，保持氯化钾载体颗粒上下循环飞扬4h，直至氯化钾载体颗粒的粒径长至0.425mm，关闭空压机，将氯化钾载体颗粒取出后，常温晾干，得到本实施例的生物酶胶囊破胶剂。
实施例2
本实施例的生物酶胶囊破胶剂，所述生物酶胶囊破胶剂由质量比为100：0.01：5的氯化钠载体颗粒、β-甘露聚糖酶和氯乙烯-偏氯乙烯共聚物囊衣组成，所述每个氯化钠载体颗粒上均包裹有β-甘露聚糖酶层，β-甘露聚糖酶层外周还包裹有氯乙烯-偏氯乙烯共聚物囊衣，所述每个氯化钠载体颗粒的粒径为0.135mm，包裹了β-甘露聚糖酶层和氯乙烯-偏氯乙烯共聚物囊衣的氯化钠载体颗粒的粒径为0.525mm。
本实施例的生物酶胶囊破胶剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量比为100：1：100准备好相应的氯化钠载体颗粒、bbk-100生物酶破胶剂和质量浓度为40%的氯偏乳液，所述氯化钠载体颗粒的粒径为0.135mm；
（2）将步骤（1）中准备好的bbk-100生物酶破胶剂喷到氯化钠载体颗粒上，使得每个氯化钠载体颗粒上均粘附有bbk-100生物酶破胶剂，保证bbk-100生物酶破胶剂与氯化钠载体颗粒混合均匀；喷淋bbk-100生物酶破胶剂时，先将氯化钠载体颗粒放入流化床制粒包衣机（常州市力雄机械制造有限公司flp-0.5型流化床制粒包衣机）中，再将bbk-100生物酶破胶剂放入储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.35mpa，使得氯化钠载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为42℃，通过蠕动泵将bbk-100生物酶破胶剂以3l/h的流速喷淋在氯化钠载体颗粒上，直至喷完，关闭空压机；
（3）将步骤（2）中粘附有bbk-100生物酶破胶剂的氯化钠载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，再将步骤（1）中准备好的氯偏乳液加入到流化床制粒包衣机的储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.3mpa，使得氯化钠载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为42℃，通过蠕动泵将氯偏乳液以4l/h的流速喷淋在氯化钠载体颗粒上，直至氯偏乳液被喷完，保持氯化钠载体颗粒上下循环飞扬2h，直至氯化钠载体颗粒的粒径长至0.525mm，关闭空压机，将氯化钠载体颗粒取出后，常温晾干，得到本实施例的生物酶胶囊破胶剂。
实施例3
本实施例的生物酶胶囊破胶剂，所述生物酶胶囊破胶剂由质量比为100：0.005：10的硫酸铵载体颗粒、β-甘露聚糖酶和明胶囊衣组成，所述每个硫酸铵载体颗粒上均包裹有β-甘露聚糖酶层，β-甘露聚糖酶层外周还包裹有明胶囊衣，所述每个硫酸铵载体颗粒的粒径为0.140mm，包裹了β-甘露聚糖酶层和明胶囊衣的硫酸铵载体颗粒的粒径为0.750mm。
本实施例的生物酶胶囊破胶剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量比为100：0.5：200准备好相应的硫酸铵载体颗粒、生物酶破胶剂150和质量浓度为20%的明胶溶液，所述硫酸铵载体颗粒的粒径为0.140mm；
（2）将步骤（1）中准备好的生物酶破胶剂150喷到硫酸铵载体颗粒上，使得每个硫酸铵载体颗粒上均粘附有生物酶破胶剂150，保证生物酶破胶剂150与硫酸铵载体颗粒混合均匀；喷淋生物酶破胶剂150时，先将硫酸铵载体颗粒放入流化床制粒包衣机（常州市力雄机械制造有限公司flp-0.5型流化床制粒包衣机）中，再将生物酶破胶剂150放入储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.3mpa，使得硫酸铵载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为40℃，通过蠕动泵将生物酶破胶剂150以3.5l/h的流速喷淋在硫酸铵载体颗粒上，直至喷完，关闭空压机；
（3）将步骤（2）中粘附有生物酶破胶剂150的硫酸铵载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，再将步骤（1）中准备好的明胶溶液加入到流化床制粒包衣机的储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.25mpa，使得硫酸铵载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为40℃，通过蠕动泵将明胶溶液以5l/h的流速喷淋在硫酸铵载体颗粒上，直至明胶溶液被喷完，保持硫酸铵载体颗粒上下循环飞扬3h，直至硫酸铵载体颗粒的粒径长至0.750mm，关闭空压机，将硫酸铵载体颗粒取出后，常温晾干，得到本实施例的生物酶胶囊破胶剂。
实施例4
本实施例的生物酶胶囊破胶剂，所述生物酶胶囊破胶剂由质量比为100：0.05：10的氯化铵载体颗粒、β-甘露聚糖酶和pva囊衣组成，所述每个氯化铵载体颗粒上均包裹有β-甘露聚糖酶层，β-甘露聚糖酶层外周还包裹有pva囊衣，所述每个氯化铵载体颗粒的粒径为0.150mm，包裹了β-甘露聚糖酶层和pva囊衣的氯化铵载体颗粒的粒径为0.850mm。
本实施例的生物酶胶囊破胶剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按照质量比为100：5：200准备好相应的氯化铵载体颗粒、sun-y100生物酶破胶剂和质量浓度为25%的pva乳液，所述氯化铵载体颗粒的粒径为0.150mm；
（2）将步骤（1）中准备好的sun-y100生物酶破胶剂喷到氯化铵载体颗粒上，使得每个氯化铵载体颗粒上均粘附有sun-y100生物酶破胶剂，保证sun-y100生物酶破胶剂与氯化铵载体颗粒混合均匀；喷淋sun-y100生物酶破胶剂时，先将氯化铵载体颗粒放入流化床制粒包衣机（常州市力雄机械制造有限公司flp-0.5型流化床制粒包衣机）中，再将sun-y100生物酶破胶剂放入储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.3mpa，使得氯化铵载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为40℃，通过蠕动泵将sun-y100生物酶破胶剂以4l/h的流速喷淋在氯化铵载体颗粒上，直至喷完，关闭空压机；
（3）将步骤（2）中粘附有sun-y100生物酶破胶剂的氯化铵载体颗粒放置在流化床制粒包衣机中，再将步骤（1）中准备好的pva乳液加入到流化床制粒包衣机的储液器中，开启空压机，控制流化床制粒包衣机内的气压为0.3mpa，使得氯化铵载体颗粒在流化床制粒包衣机内上下循环飞扬，控制流化床制粒包衣机的内部温度为40℃，通过蠕动泵将pva乳液以5l/h的流速喷淋在氯化铵载体颗粒上，直至pva乳液被喷完，保持氯化铵载体颗粒上下循环飞扬3h，直至氯化铵载体颗粒的粒径长至0.850mm，关闭空压机，将氯化铵载体颗粒取出后，常温晾干，得到本实施例的生物酶胶囊破胶剂。
比较例
bbk-100生物酶破胶剂。
配制胍胶压裂液：准备好含有质量浓度为0.3%的hpg一级粉、0.50%的粘土稳定剂和0.30%的破乳助排剂，自然ph值下的胍胶压裂液基液，并准备质量浓度为1.67%的硼砂溶液作为交联剂，将上述胍胶压裂液基液与交联剂按体积比为100∶3混合，配制得到胍胶压裂液。
将上述4个实施例和1个比较例的破胶剂分别加入上述配制的胍胶压裂液中，控制每个实施例的破胶剂用量占胍胶压裂液的质量百分比分别为0.02%、0.05%和0.10%，以冻胶粘度低于5mpa.s为破胶终点，在50℃水浴中测定胍胶压裂液的破胶时间，具体数据结果见表1。
表1
由上述表格可以看出，生物酶胶囊破胶剂的用量越少，压裂液的破胶时间越长。制备生物酶胶囊破胶剂时，减少生物酶破胶剂的用量，可以延长破胶时间；通过增大囊衣溶液的用量，可以增加囊衣的厚度，实现进一步延长压裂液的破胶时间。
生物酶胶囊破胶剂与生物酶破胶剂相比具有明显的延时可控性能，避免压裂液与破胶剂混合后迅速降粘，保障低温压裂时压裂液的携砂和造缝性能；有效地延迟生物酶破胶剂的释放，延长压裂液的破胶时间。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。