本发明公开了一种水基压裂液专用破胶剂的制备方法，属于勘探助剂技术领域。
背景技术：
在水基压裂施工中，聚合物稠化剂可以起到保持液体粘度以携带支撑剂和控制液体滤失等作用。而这些聚合物浓缩或形成滤饼会明显降低支撑剂填充带的导流能力。因此，在压裂施工后，这些聚合物必须彻底破胶返排。这就需要加入足量的破胶剂。
水基压裂液中常规使用的破胶剂为氧化剂，如过硫酸按、过硫酸钾。在温度高于50℃时，这类氧化剂分解成为高反应活性的硫酸基，使聚合物主链产生分裂，温度越高，反应活性越强。因此若在水基压裂液中加人较高浓度的破胶剂，会使压裂液过早地降粘，从而导致支撑剂沉降在近井地带或井筒中，造成整个压裂施工失败，易造成脱砂、砂堵等；由于聚合物压裂液在泵人过程中的滤失和裂缝的闭合，可使裂缝边界聚合物的浓度增大5～7倍，对这样高浓度的聚合物使用低浓度的破胶剂破胶非常困难。室内及现场试验证明，由于聚合物的浓缩，裂缝的导流能力会产生30%～60%的伤害。为了使压裂液在施工中保持高粘度，施工后又能彻底破胶，人们开发出了胶囊破胶剂。胶囊破胶剂具有延迟释放作用，因此其对施工中的压裂液的粘度几乎没有影响，可以高浓度使用，而在施工结束后其又能按一定的机理释放出来，使压裂液能彻底破胶返排，减少聚合物对支撑剂填充带导流能力的伤害，此外胶囊破胶剂也常被用于清除滤饼。然而，传统的胶囊破胶剂缓释效果并不理想，受环境影响强烈，从而最初效果较好，随着使用时间的延长，其整体效果大打折扣。
因此，如何改善传统破胶剂稳定性差，缓释性能及破胶性能不佳的缺点，以获取更高综合性能的破胶剂，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统破胶剂稳定性差，缓释性能及破胶性能不佳的缺点，提供了一种水基压裂液专用破胶剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按质量比为1：10～1：20将介孔载体和多巴胺溶液混合，调节ph至8.6～8.8后，再加入多巴胺溶液质量0.3～0.8%的双氧水，恒温超声反应2～3h后，过滤，洗涤，得改性介孔载体；
（2）按重量份数计，依次取40～60份复配酶液，30～50份改性介孔载体，4～8份碳化二亚胺，混合后，恒温搅拌反应，再经过滤、洗涤和干燥，得干燥滤饼；
（3）按重量份数计，依次取80～100份干燥滤饼，10～30份改性海泡石，8～10份微晶纤维素，20～30份聚丙烯酸锌树脂，40～50份猪油，球磨混合，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。
步骤（1）所述介孔载体为介孔二氧化硅、介孔二氧化钛、介孔活性炭、介孔凹凸棒土或介孔膨润土中的任意一种。
步骤（2）所述复配酶液是由以下重量份数的原料复配而成：3～5份纤维素酶，8～10份甘露糖酶，100～120份水。
步骤（3）所述改性海泡石制备过程为：将海泡石粉碎、过筛后，与盐酸搅拌反应后，过滤，洗涤，干燥和焙烧，得改性海泡石。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过采用多巴胺对介孔载体进行改性，提高介孔载体表面对酶的吸附性能的同时，可使介孔载体表面继承多巴胺的活性基团，从而使复配酶在交联剂碳化二亚胺作用下，与介孔载体表面发生交联，使酶与介孔载体表面形成化学键合，使复配酶有效吸附固定于介孔载体孔隙结构表面，复配酶固定后，热稳定性和化学稳定性得到有效提高，催化效率也得到有效提高，另外，酶被固定在介孔结构中后，可有效避免产品在储存和使用过程中流失，进一步提高产品的破胶效率；
（2）本发明通过采用改性海泡石、微晶纤维素、聚丙烯酸锌和猪油作为包衣材料，对介孔载体进行包裹，从而实现缓释效果，其中，改性海泡石在改性过程中，层间结构中的金属离子和盐酸中氢离子发生离子交换，且焙烧过程的采用可有效拓宽内部离子扩散通道，在使用过程中，其内部的氢离子可与矿井中复杂的金属离子发生离子交换，避免金属离子对介孔载体内部酶的活性造成干扰而影响催化效率，且海泡石具有良好的触变性能，可在剪切力作用下保障体系良好的流动性，而猪油的使用可在矿井复杂环境下发生水解，产生相应的脂肪酸和甘油，脂肪酸和甘油的产生具有良好的表面活性，起到乳化降粘作用，且水解过程为放热反应，产生的热量可有效提高酶的活性，再者，聚丙烯酸锌树脂的采用可在使用过程中，与矿井中可溶性的金属离子发生离子交换，使聚丙烯酸锌树脂转变为可溶性物质，从而使表面的包衣掉落破裂，从而实现缓释效果以及介孔材料表面的自清洁效果，避免其余物质堵塞介孔结构而影响酶促反应的发生。
具体实施方式
按重量份数计，依次取3～5份纤维素酶，8～10份甘露糖酶，100～120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过200～400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为8～15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55～60℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌反应2～5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤3～5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为250～300℃条件下焙烧3～5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按质量比为1：10～1：20将介孔载体和质量浓度为2～4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.6～8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.3～0.8%的质量分数为8～10%的双氧水，随后于温度为45～50℃，超声频率为55～65khz条件下，恒温超声反应2～3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物3～5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取40～60份复配酶液，30～50份改性介孔载体，4～8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为35～40℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌反应6～8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼3～5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥24～48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取80～100份干燥滤饼，10～30份改性海泡石，8～10份微晶纤维素，40～50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为15：1～30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合2～4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅、介孔二氧化钛、介孔活性炭、介孔凹凸棒土或介孔膨润土中的任意一种。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为300℃条件下焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份改性海泡石，10份微晶纤维素，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为300℃条件下焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份改性海泡石，10份微晶纤维素，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为300℃条件下焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份改性海泡石，10份微晶纤维素，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为300℃条件下焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份改性海泡石，10份微晶纤维素，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份海泡石粉，10份微晶纤维素，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，10份微晶纤维素，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为300℃条件下焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份改性海泡石，10份微晶纤维素，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
按重量份数计，依次取5份纤维素酶，10份甘露糖酶，120份水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min，得复配酶液；将海泡石倒入粉碎机中，粉碎后过400目筛，得海泡石粉，再将海泡石粉与质量分数为15%的盐酸混合倒入三口烧瓶中，并将三口烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为60℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌反应5h后，过滤，得滤渣，并将所得滤渣用去离子水洗涤5次，再将洗涤后的滤渣转入烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，随后将所得干燥滤渣转入管式炉中，于温度为300℃条件下焙烧5h，随炉冷却至室温，出料，得改性海泡石；按质量比为1：20将介孔载体和质量浓度为4g/l的多巴胺溶液混合倒入1号反应釜中，调节1号反应釜内物料ph至8.8后，再向1号反应釜中加入多巴胺溶液质量0.8%的质量分数为10%的双氧水，随后于温度为50℃，超声频率为65khz条件下，恒温超声反应3h，待反应结束，过滤，得过滤物，并用去离子水洗涤所得过滤物5次，得改性介孔载体；按重量份数计，依次取60份复配酶液，50份改性介孔载体，8份碳化二亚胺，混合倒入2号反应釜中，随后于温度为40℃，转速为800r/min条件下，恒温搅拌反应8h，过滤，得滤饼，并用去离子水洗涤滤饼5次，再将洗涤后的滤饼于室温条件下静置干燥48h，得干燥滤饼；按重量份数计，依次取100份干燥滤饼，30份改性海泡石，50份猪油，混合倒入球磨罐中，并按球料质量比为30：1倒入氧化锆球磨珠，球磨混合4h后，出料，即得水基压裂液专用破胶剂。所述介孔载体为介孔二氧化硅。
对比例：潍坊某能源科技有限公司生产的破胶剂。
将实例1至8所得的水基压裂液专用破胶剂及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.缓释性能：在配有恒温夹套的容器中准确移入100ml蒸馏水，开动搅拌器并恒温一定时间，测空白电导率。然后放入0.10g试件破胶剂，测定30min及120min溶液电导率，计算不同时间破胶剂的释放率；
2.破胶性能：把试件破胶剂放在压力机上，加压至10mpa，10min后取出，以0.1%的浓度分别加入80℃的有机硼压裂液中，搅拌均匀，2h后测定水化液粘度。
具体检测结果如表1所示：
表1：缓释性能及破胶性能具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的水基压裂液专用破胶剂具有优异的缓释性能及破胶性能的特点，在破胶剂行业的发展中具有广阔的前景。