可重复利用羟丙基胍胶压裂液

摘要

本发明公开了一种可重复利用羟丙基胍胶压裂液，其至少包括如下组分及各组分重量百分比为：羟丙基胍胶粉0.35％，pH值调节剂0.01％-0.03％，助排剂1％-3％，粘土稳定剂0.5％-2％，交联剂0.1％-0.3％，破胶剂0.2％-0.6％，余量为水；所述交联剂为硼砂或有机硼；所述破胶剂为草酸铵与多聚甲醛的复配物或者为醋酸铵与多聚甲醛的复配物，其中草酸铵与多聚甲醛的质量比为2:1或者为醋酸铵与多聚甲醛的质量比为2:1。本发明中的缓释酸类破胶剂不破坏胍胶大分子的高分子链，因此返排出的压裂液经过专业化处理后仍能重复使用，这样就能大大节省了化工原料，降低了压裂成本，保护了环境。

说明书

技术领域

本发明涉及油田增产措施改造领域所使用的一种化学品，尤其是一种可重 复利用羟丙基胍胶压裂液。

背景技术

羟丙基胍胶压裂液是目前油田广泛使用的多糖聚合物压裂液。其中的稠化 剂羟丙基胍胶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，这些聚合物必须进行破胶返排。然而，施工早期过早的加入强氧化 剂进行破胶则会使压裂液过早水化破胶。目前广泛使用的胶囊破胶剂具有延迟 释放作用，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 施工结束后其又能将其中包被的强氧化剂释放出来，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。

由于胶囊氧化破胶剂是把过氧化物单独装在合成外壳内，其生产工艺较为 复杂，造价较高。

另外，目前羟丙基胍胶压裂液都是一次性使用，其中含有大量的化学药剂， 一次性返排讲给环境带来巨大压力，对压裂液进行重复使用不但可以节约大量 的化工材料和水资源，而且可以缩短施工周期，提高生产进度。而广泛使用的 氧化型破胶剂(如过硫酸铵)等在破胶过程中通过氧化断裂胍胶高分子链上的 缩醛键，从而使大分子深度降解导致破胶。该过程是不可逆的，无法实现胍胶 的重复利用。对破胶剂进行改革是实现羟丙基胍胶回收利用的基础。目前压裂 液缓释酸破胶技术尚不成熟，可利用的缓释酸种类较少。一般固体缓释酸分子 本身具有酸性，无法与羟丙基胍胶在碱性条件下交联的性质相匹配，所以不能 作为羟丙基胍胶压裂液缓释型破胶剂使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可重复利用羟丙基胍胶压裂液，其返 排出的压裂液经过专业化处理后仍能重复使用。

本发明适用于耐温40-90℃硼交联的羟丙基胍胶冻胶压裂液体系，为了解决 上述技术问题，本发明的可重复利用羟丙基胍胶压裂液至少包括如下组分及各 组分重量百分比为：

所述交联剂为硼砂或有机硼；

所述破胶剂为草酸铵与多聚甲醛的复配物或者为醋酸铵与多聚甲醛的复配 物，其中草酸铵与多聚甲醛的质量比为2:1或者为醋酸铵与多聚甲醛的质量比 为2:1。

本发明的有益效果是：本发明克服目前胶囊氧化型破胶剂生产工艺复杂， 生产工艺较高，并且其破胶过程中将羟丙基胍胶的高分子链深度降解而无法实 现羟丙基胍胶回收利用的缺陷，提供了一种外形与使用方法与胶囊破胶剂类似 而生产使用成本远低于胶囊破胶剂的缓释酸类破胶剂。本发明中的缓释酸类破 胶剂不破坏胍胶大分子的高分子链，因此返排出的压裂液经过专业化处理后仍 能重复使用，这样就能大大节省了化工原料，降低了压裂成本，保护了环境。

附图说明

图1为以醋酸铵和多聚甲醛配合物为破胶剂时浓度为0.35％羟丙基胍胶压裂 液在40、60、90摄氏度时破胶时间随破胶剂加量的变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

本发明所涉及的羟丙基胍胶固体缓释酸破胶剂包括草酸铵与多聚甲醛或醋 酸铵与多聚甲醛两种的复配物。

在羟丙基胍胶在水中交联形成冻胶的过程中，草酸铵、醋酸铵都是中性物 质，在较低温度下由于其二者与聚合物多聚甲醛反应缓慢，可以大量加入压裂 液中而不影响交联。随着压裂液泵入井底，温度升高，多聚甲醛水解速度加快， 醋酸铵与草酸铵可以分别与之反应分别生成弱酸草酸和醋酸，这两种酸可以与 体系中的碱发生中和反应从而使体系pH值降低而使交联冻胶蜕化为基液。

所用草酸铵与多聚甲醛质量比为2:1,所用醋酸铵与多聚甲醛质量比也为 2:1。

对于0.35％的羟丙基胍胶压裂液，40℃时破胶剂用量在0.2％-0.6％时其破胶 时间在6h-3h之内。随温度升高以及破胶剂加量的增加其破胶速度明显加快。 60℃时破胶剂用量在0.2％-0.6％时破胶时间在150min-30min之内变化。而90℃ 时采用浓度为0.2％-0.6％的破胶剂加量时其破胶时间在60min-8min之内。

这种破胶剂有如下几种特点：

1、本身为中性化合物粉末，加入压裂液初期未产生酸前不对体系pH值产 生影响，因此不影响交联过程，可以在较高浓度下使用。随着压裂液注入井底， 温度升高，该破胶剂逐渐在冻胶中溶解并反应释放出H+,从而使体系pH值降低 而导致破胶。

2、针对不同浓度的羟丙基胍胶压裂液可以通过调节破胶剂的加量控制破胶 时间，克服了胶囊破胶剂破胶时间不易掌控的缺点。

3、由于该破胶剂所产生的酸为弱酸，在短期内不会使羟丙基胍胶大分子链 上的缩醛键水解，不破坏胍胶分子的长链结构，因此返排液短期内如经过分离 除砂、破乳、补加添加剂等方式可以实现羟丙基胍胶的可重复利用，从而大大 的降低压裂成本。

4、本发明所用化合物为已经大规模工业化生产的产品，来源广泛，价格低 廉，可以降低压裂成本，提高生产效益。本发明可以替代传统的胶囊破胶剂进 行使用，从而解决了胶囊破胶剂生产工艺复杂，生产价格较高的缺点。

5、本发明所用材料均为固体粉末，无腐蚀性，使用时将两种固体按重量比 加入压裂液体系中即可，现场操作性强。

6、本发明所用化合物性质稳定，易于运输储存。

实施例1

使用时，配制0.35％羟丙基胍胶水溶液，待充分溶胀后加入0.03％pH值调节 剂、3％助排剂、2％粘土稳定剂等添加剂，以0.3％硼砂作为交联剂，形成可挑挂 冻胶后加入0.5％的破胶剂草酸铵和多聚甲醛，其二者质量比为2：1，40摄氏度 下3h后粘度降为40mPa·s,pH值降为7。在此基础上继续补加添加剂，调节pH 为9-10后加入交联剂仍能形成可挑挂冻胶，因此可进行返排液重复利用。如不 进行压裂液回收利用，其最终粘度可降至5mPa·s，彻底水化破胶。

实施例2

使用时，配制0.35％羟丙基胍胶水溶液，待充分溶胀后加入0.03％pH值调节 剂、3％助排剂、2％粘土稳定剂等添加剂，以0.3％硼砂作为交联剂，形成可挑挂 冻胶后加入0.5％的破胶剂醋酸铵和多聚甲醛，其二者质量比为2：1，40摄氏度 下3h后粘度降为40mPa·s,pH值降为7。在此基础上继续补加添加剂，调节pH 为9-10后加入交联剂仍能形成可挑挂冻胶，因此可进行返排液重复利用。如不 进行压裂液回收利用，其最终粘度可降至5mPa·s，彻底水化破胶。

实施例3

使用时，配制0.35％羟丙基胍胶水溶液，待充分溶胀后加入0.02％pH值调节 剂、2％助排剂、1％粘土稳定剂等添加剂，以0.2％硼砂作为交联剂，形成可挑挂 冻胶后加入0.3％的破胶剂草酸铵和多聚甲醛，其二者质量比为2：1，60摄氏度 下100min后粘度降为40mPa·s,pH值降为7。在此基础上继续补加添加剂，调 节pH为9-10后加入交联剂仍能形成可挑挂冻胶，因此可进行返排液重复利用。 如不进行压裂液回收利用，其最终粘度可降至5mPa·s，彻底水化破胶。

实施例4

使用时，配制0.35％羟丙基胍胶水溶液，待充分溶胀后加入0.01％pH值调节 剂、1％助排剂、0.5％粘土稳定剂等添加剂，以0.1％硼砂作为交联剂，形成可挑 挂冻胶后加入0.2％的破胶剂醋酸铵和多聚甲醛，其二者质量比为2：1，90摄氏 度下1后粘度降为40mPa·s,pH值降为7。在此基础上继续补加添加剂，调节pH 为9-10后加入交联剂仍能形成可挑挂冻胶，因此可进行返排液重复利用。如不 进行压裂液回收利用，其最终粘度可降至5mPa·s，彻底水化破胶。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员 可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在 本发明的范围之内。