一种液体胍胶及其制备方法与流程

本发明涉及低渗油藏石油开采，具体涉及一种液体胍胶及其制备方法，用于免去现场配液工序，提高作业效率，降低压裂成本。

背景技术：

1、水平井体积压裂技术是非常规油气藏有效动用的重要手段，目前常规胍胶为干粉类，水平井压裂液现场配液方式为连续混配工艺，即将压裂液的添加剂如稠化剂、速溶剂、助排剂、粘土稳定剂、防乳化剂、杀菌剂等在连续混配罐或混砂罐内与水进行混合。

2、这种配液方式存在以下主要问题：配液设备复杂、配液速度低、占地面积大、成本较高。压裂液连续混配工艺包括连续混配车、液体溶解缓冲罐及其阀门管线等。配液最高速度由连续混配车设备性能决定，液体溶解缓冲罐占地面大，设备及人员成本高。大量胍胶粉末颗粒和其它粉末状添加剂的添加会产生化学粉末扬尘，扬尘现象可能会对施工人员的身体健康引起潜在的危害，例如呼吸道过敏反应或呼吸道过敏刺激。施工后在液体溶解缓冲罐底部残留的压裂液基液或残渣还带来清洗及处理问题，特别是废弃液如何处置以达到严格的排放标准的问题。

3、目前，国内外已开始着手研究适用于免配直混的人工聚合物类压裂液，其具有快速起黏和优异流动性的特点，在现场无需连续混配，实现与水免配直混入井，并已实现规模化现场应用。现有技术中的有效成份主要为人工聚合物类，存在高矿化度水质环境下无法有效增粘、低温储层破胶困难、残渣不能降解等问题。

4、中国专利申请cn102838980a公开了一种耐高温清洁乳液或微乳液压裂液及其制备方法，该乳液压裂液是由连续相油相、含有人工聚合物的分散相水相和乳化剂组成的。该乳液压裂液制备方法包括制备油相与乳化剂混合液、制备含有四种单体的水相以及在引发剂存在下进行聚合反应等步骤。该产品表观粘度低，溶解迅速，乳液溶解成凝胶后乳化剂可与缔合聚合物有协同作用，进一步提高和保持粘度，并可有助于防止滤失和帮助返排。但是人工聚合物免配类乳液存在高矿化度水质环境下无法有效增粘、低温储层破胶困难、残渣不能降解等问题，且制备工艺复杂。

5、中国专利申请cn103865514a公开了一种快速水合液体胍胶，该方法将纳米亲水性有机粘土与高取代度羟丙基纤维素这两种已经存在的物质，经过复配处理后能使液体胍胶具备优良的悬浮稳定性及流动性。该液体胍胶使用的分散剂为聚乙二醇或聚丙二醇，与常规的分散剂如柴油、煤油及低分子醇类等比较，闪点高，遇明火不燃，施工安全性高。在使用该液体胍胶体系配制压裂基液时，基液能在3～5min内达到最大粘度的85～90％，满足连续混配工艺的现场需求。

6、该方法采用羧甲基胍胶或羧甲基羟丙基胍胶为原料制备液体胍胶，可实现有效含量大于30％，但采用油田应用最广泛的羟丙基胍胶或快速水合胍胶制备液体胍胶，最高有效含量小于20％，存在现场加量高和工业成本高的问题。

7、中国专利申请cn109456749a公开了一种油田用速溶液体胍胶及其制备方法，通过对分散介质、乳化剂等材料进行优选和配方优化，以白油、异构十二烷烃和异构十六烷烃中的一种或几种为分散体系，以失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或几种作为乳化剂，通过复配工艺制备出一种浓缩比高、稳定性好、流动性好、水化时间短的速溶液体胍胶。但是该液体胍胶需要在3min以上才能实现水合，时间较长，无法实现压裂液免配直混入井，存在现场配液工艺复杂、成本高的问题。

8、因此，开发一种能解决上述技术问题的液体胍胶及其制备方法是非常必要的。

技术实现思路

1、为了解决人工聚合物乳液在低温储层破胶困难的问题和免配胍胶有效含量低而导致现场加量高和工业成本高的问题，本发明提供了一种有效含量高、悬浮性好、流动性好、溶解时间短的液体胍胶及其制备方法，具有悬浮时间长、流动黏度低和有效含量高等优势，可实现压裂液快速溶解起黏，满足现场免配直混入井要求，提高压裂效率，降低压裂成本。

2、本发明是通过以下技术方案予以实现的：

3、一种液体胍胶，包括以下重量份的组分：胍胶20～60份、分散剂50～65份、悬浮稳定剂1～5份和表面活性剂1～5份。

4、所述液体胍胶是一种免配液体胍胶，即在水平井体积压裂过程中，免去压裂液连续混配工艺，实现稠化剂或降阻剂、压裂助剂、支撑剂与配液水在混砂车中混合后直接入井。

5、优选地，所述胍胶包括快速水合胍胶、羟丙基胍胶和羧甲基胍胶中的至少一种。

6、更优选地，所述胍胶为快速水合胍胶。

7、所述快速水合胍胶制备工艺包括如下步骤：对胍胶进行细度分级和表面处理后即得。

8、优选地，所述快速水合胍胶制备工艺包括如下步骤：采用物理方法减少胍胶的粒径，再清除胍胶表面的杂质，即得。

9、更优选地，所述物理方法为机械方法。

10、所述快速水合胍胶是一种胍胶类稠化剂，在不添加溶解促进剂、不对胍胶进行化学改性的条件下，可直接实现胍胶的快速分散水合。

11、优选地，所述分散剂包括5#白油、7#白油和煤油中的至少一种。

12、更优选地，所述分散剂为5#白油。

13、优选地，所述悬浮稳定剂包括季铵盐改性有机黏土、纳米亲水性蒙脱土、纳米有机黏土、有机膨润土和高取代度羟丙基纤维素中的至少一种。

14、更优选地，所述悬浮稳定剂为季铵盐改性有机黏土。

15、优选地，所述表面活性剂包括失水山梨糖醇脂肪酸酯和聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或两种。

16、更优选地，所述表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯。

17、本发明还涉及上述的液体胍胶的制备方法，包括如下步骤：

18、(1)向分散剂中加入胍胶，得到混合物a；

19、(2)在混合物a中加入悬浮稳定剂，得到混合物b；

20、(3)在混合物b中加入表面活性剂，即得。

21、优选地，步骤(1)中将分散剂中速搅拌3～5min后，向分散剂中缓慢加入胍胶，中速搅拌3～5min，使其充分混合均匀，得到混合物a。

22、优选地，步骤(2)中在混合物a中加入悬浮稳定剂，在10000～11000r/min转速下搅拌10～15min，得到混合物b。

23、优选地，步骤(3)中将混合物b在10000～11000r/min转速下持续搅拌，将反应温度加热至30～40℃，加入表面活性剂，保温搅拌25-35min，即得。

24、更优选地，液体胍胶的制备方法，包括如下步骤：

25、(1)将分散剂中速搅拌3～5min后，向分散剂中缓慢加入胍胶，中速搅拌3～5min，使其充分混合均匀，得到混合物a；

26、(2)在混合物a中加入悬浮稳定剂，在10000～11000r/min转速下搅拌10～15min，得到混合物b；

27、(3)将混合物b在10000～11000r/min转速下持续搅拌，将反应温度加热至30～40℃，加入表面活性剂，保温搅拌25-35min，即得。

28、更优选地，液体胍胶的制备方法，包括如下步骤：

29、(1)将分散剂置入搅拌釜中，中速搅拌3～5min后，向分散剂中缓慢加入胍胶，中速搅拌3～5min，使其充分混合均匀，获得混合物a；

30、(2)向步骤一获得的混合物a置入高速搅拌杯中，缓慢加入悬浮稳定剂，并逐渐增加搅拌速度，在10000～11000r/min转速下搅拌10～15min，使其充分混合均匀，获得混合物b；

31、(3)将步骤二获得的混合物b在转速10000～11000r/min下持续搅拌，将反应温度加热至30～40℃，缓慢加入表面活性剂后，加热搅拌30min，即可。

32、本发明的有益效果是：

33、本发明通过对胍胶、分散剂、悬浮稳定剂、表面活性剂等材料进行优选和配方优化，以5#白油、7#白油、煤油中的一种或几种为分散剂，以快速水合胍胶、羟丙基胍胶、羧甲基胍胶中的至少一种为有效成分，以季铵盐改性有机黏土、纳米亲水性蒙脱土、纳米有机黏土、有机膨润土、高取代度羟丙基纤维素中的至少一种为悬浮稳定剂，以失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或几种作为表面活性剂，通过复配工艺制备出一种固含量高、悬浮性好、流动性好、溶解时间短的免配液体胍胶，并且对滑溜水综合性能没有负面影响，能够满足现场免配直混压裂工艺对悬浮性、流动性和速溶性的使用要求，实现了免去现场压裂液配液工艺及费用，滑溜水的性能实现实时调节，降低了压裂成本，提高了压裂效率，具体有益效果如下：

34、1、较高的固含量：固含量达到40～50％，在一定程度上能减少工业成本；

35、2、悬浮性好：静置一个月液体析出率＜5％；

36、3、溶解时间短：30s可达到最高降阻效果；

37、4、对压裂液性能没有负面影响；

38、5、工艺简单，适于工业化生产。