一种非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法与流程

本发明属于石油开采，具体涉及一种非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法。

背景技术：

1、我国低渗透非常规油田分布广泛，我国华北地区的潜山油藏、东北地区的黑龙江省大庆市外围地区扶余油藏、西北地区的新疆维吾尔自治区的火烧山油藏和西部部分砂岩油藏等均属于此类型。近年来已探明油藏多为低渗透非常规类型，潜力储量巨大，而在低渗透石油开采过程中，为了使油田能够增产，通常需要使用压裂液将地下岩层压裂开，压裂液在压裂施工中的主要作用是将地面工作的高压传递到油气层，使油藏地层岩石开裂产生缝隙，形成油气流动通道，压裂措施所形成的岩层缝隙方向与大小决定了压裂作业是否能够有效地提高油田产量。按施工过程中压裂液的作用阶段，压裂液可以分为前置液、携砂液和顶替液，在压裂液作为支撑剂传输原油时，在油井管道中很容易产生胶体物质，导致油井管道堵塞，为了提高油井产能和开采效率，需要使用到破胶剂对管道中胶体物质进行破胶处理，破胶剂能够有效地清除油井管道中的堵塞胶体物质，从而提高油井产能。

2、中国专利cn112852401b公开了一种高悬浮分散型胶囊破胶剂，包括破胶剂、表面活性剂、溶剂、壳膜材料和悬浮剂制成，所述破胶剂包括过硫酸铵和/或过硫酸钾；所述表面活性剂包括单十二烷基磷酸酯三乙醇胺和α-烯基磺酸钠；所述溶剂包括甲苯、碳酸二甲酯、乙酸乙酯和溶剂油；所述壳膜材料包括噻吩和/或苯胺；所述悬浮剂包括有机膨润土；但是现有胶囊破胶剂原料中采用过硫酸铵和/或过硫酸钾作用于胶体物质以及压裂液时会破坏压裂液表面结构以及活性，同时过硫酸钾容易受环境温度影响导致能与管材、地层基质和烃类等发生反应，进而产生污染油井、地层的污染物，为了解决上述问题，我们提出了一种非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法，解决了现有胶囊破胶剂原料中采用过硫酸铵和/或过硫酸钾作用于胶体物质以及压裂液时会破坏压裂液表面结构以及活性，同时过硫酸钾容易受环境温度影响导致能与管材、地层基质和烃类等发生反应，进而产生污染油井、地层污染物的问题。

2、现有胶囊破胶剂原料中采用过硫酸铵和/或过硫酸钾作用于胶体物质以及压裂液时会破坏压裂液表面结构以及活性，同时过硫酸钾容易受环境温度影响导致能与管材、地层基质和烃类等发生反应，进而产生污染油井、地层的污染物，为了解决上述问题，我们提出了一种非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法，本发明中，通过制备复合型非氧化安全环保破胶剂，能够直接作用于堵塞的胶体物质，实现对胶体物质的直接破胶，同时破胶剂原料中含有改性石油羧酸盐以及生物酶破胶剂，生物酶破胶剂具有安全环保的优点，且相对于现有技术，本发明中生物酶破胶剂与改性石油羧酸盐组合协同工作能够强化破胶剂的破胶效果。

3、本发明是这样实现的，一种非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法，所述非氧化安全环保破胶剂体系的制备方法包括：

4、预制备非氧化安全环保破胶剂体系原料，其中，非氧化安全环保破胶剂体系原料包括改性石油羧酸盐、丙氧基硫酸盐、双离子表面活性剂、生物酶破胶剂、表面扩散剂；

5、将原料中丙氧基硫酸盐与双离子表面活性剂混合溶于含有二甲亚砜的反应釜中，二甲亚砜的体积为丙氧基硫酸盐与双离子表面活性剂总体积的4-8倍，然后再氩气保护氛围下向反应釜中通入与二甲亚砜等体积的乙醇，对反应釜内混合溶液进行加热，以60-70℃环境下回流反应2-4h，得到第一中间体；

6、取改性石油羧酸盐、生物酶破胶剂与表面扩散剂进行混合，在温度为35-45℃下，以转速300-350r/min搅拌2-3h后，采用碳酸氢钠溶液调节ph至中性，得到第二中间体；

7、在超声作用下将第一中间体加入第二中间体中拌混匀后，向体系中加入改性纳米氧化石墨烯溶液，搅拌混匀后，得到非氧化安全环保破胶剂体系。

8、优选地，所述非氧化安全环保破胶剂体系原料包括以下按照重量份的原料：改性石油羧酸盐10-20份、丙氧基硫酸盐10-20份、双离子表面活性剂1-20份、生物酶破胶剂30-50份、表面扩散剂1-10份。

9、优选地，所述非氧化安全环保破胶剂体系原料包括以下按照重量份的原料：改性石油羧酸盐12-18份、丙氧基硫酸盐13-16份、双离子表面活性剂4-16份、生物酶破胶剂33-48份、表面扩散剂2-9份。

10、优选地，所述改性石油羧酸盐的制备方法，具体包括：

11、取不饱和烃与联二硼酸频哪醇酯在除氧干燥的反应釜内反应，反应同时向反应釜内鼓入氩气进行保护，反应后得到包含硼酸酯基团的第一羧酸盐中间物，控制反应釜温度冷却至-20--30℃后反应釜静置30min；

12、在钯催化剂作用下，取三氟磺酸酯衍生物与第一羧酸盐中间物发生偶联反应，得到第二羧酸盐中间物；

13、向第二羧酸盐中间物加入二元醇，控制反应釜对第二羧酸盐中间物、二元醇以100-150r/min速度搅拌反应，然后加入金属钠，得到不饱和硼酸醇酯；

14、将不饱和羟基酸、不饱和硼酸醇酯加入含有石油羧酸盐、丙酮混合溶液的反应釜中，升温至70-75℃，在铜催化剂作用下保温反应进行交叉偶联反应，得到改性石油羧酸盐；

15、其中，石油羧酸盐的结构式如下：

16、式中为cnh2n+1为碳原子数为1-10的直链或支链的烷基。

17、优选地，所述生物酶破胶剂包括以下按照重量百分比的原料：

18、tcbs培养基：30％

19、30g/l葡萄糖：10％

20、七水硫酸镁：4％

21、5g/l氯化铵溶液：6％

22、无水硫酸铜：7％

23、氯化钙：3％

24、熊蜂生假丝酵母：10％

25、枯草芽孢杆菌：4％。

26、优选地，所述生物酶破胶剂的制备方法，具体包括：

27、取七水硫酸镁、5g/l氯化铵溶液、无水硫酸铜、氯化钙投入tcbs培养基中，然后加入30ml的去离子水震荡处理10min，得到无机培养基；

28、以玉米芯酸解液为碳源，并取精发酵废液为氮源置于无机培养基中，然后将无机培养基加热至40-45℃培养24h，将30g/l葡萄糖、熊蜂生假丝酵母、枯草芽孢杆菌投入无机培养基中富集培养64h；

29、采用平板划线法分离纯化复合生物菌落，得到纯化后的复合生物菌落；

30、对所述复合生物菌落进行抽滤，分离复合生物菌落无菌发酵液中的水相与油相，获得含有生物酶破胶剂的油相。

31、优选地，所述丙氧基硫酸盐的制备方法，具体包括：

32、取烷基醇、硫酸盐、丙二醇加入四口烧瓶中，然后将四口烧瓶固定在铁架台上，采用恒温水浴锅在80℃条件下加热搅拌，得到硫酸第一中间体；

33、向硫酸第一中间体中加入电解剂进行电解，电解时间为15-20min，然后向硫酸第一中间体中滴加发烟硫酸，滴加完毕后，老化1-1.5h，得到硫酸第二中间体；

34、老化完成后，向硫酸第二中间体中加入等体积的去离子水，然后将硫酸第二中间体倒入分液漏斗中，在烘箱60℃环境氛围内静置30min，然后分离得到上层中间体。

35、优选地，所述丙氧基硫酸盐的制备方法，具体还包括：

36、在氮气氛围下，向上层中间体滴加氢氧化钠中和，待ph为7.5时终止滴加，得到硫酸第三中间体；

37、取硫酸第三中间体，采用萃取剂对硫酸第三中间体进行精制萃取，分离得到精制丙氧基硫酸盐；

38、其中，萃取剂为酰胺萃取剂、吡啶、邻硫酰类萃取剂混合物，且酰胺萃取剂、吡啶、邻硫酰类萃取剂的体积比为1:1:2，萃取剂萃取前，采用30％氢氧化钠皂化，皂化率控制为60-65％，然后向萃取剂中加入三号溶剂油稀释。

39、优选地，所述双离子表面活性剂包括以下按照重量百分比的原料：

40、烷基甜菜碱活性剂：20％

41、椰油酰胺丙基甜菜碱活性剂：30％

42、硫酸盐-季铵盐型两性表面活性剂：50％。

43、优选地，所述表面扩散剂为有机硼交联剂boa、5-二甲基-1-己醇、四苯基硼酸钠的混合物，且有机硼交联剂boa、5-二甲基-1-己醇、四苯基硼酸钠的体积比为1:1-4:1-3。

44、与现有技术相比，本技术实施例主要有以下有益效果：

45、本发明中，通过制备复合型非氧化安全环保破胶剂，能够直接作用于堵塞的胶体物质，实现对胶体物质的直接破胶，同时破胶剂原料中含有改性石油羧酸盐以及生物酶破胶剂，生物酶破胶剂具有安全环保的优点，且相对于现有技术，本发明中生物酶破胶剂与改性石油羧酸盐组合协同工作能够强化破胶剂的破胶效果。

46、本发明中，非氧化安全环保破胶剂体系原料由改性石油羧酸盐、丙氧基硫酸盐、双离子表面活性剂、生物酶破胶剂、表面扩散剂组成，通过对石油羧酸盐进行改性石油羧酸盐，引入硼酸酯基团，使得使改性后的改性石油羧酸盐稳定性增强、耐温耐盐性也增强，同时生物酶破胶剂与改性石油羧酸盐协同配合保证了改性石油羧酸盐的流变性，使得改性石油羧酸盐更为绿色环保。

47、本发明实施例中，制备的生物酶破胶剂为复合型生物活性酶，且复合型生物活性酶为环脂肽类物质，同时生物酶破胶剂原料中熊蜂生假丝酵母、枯草芽孢杆菌能够相互改性，从而提高了生物酶破胶剂的稳定，使得生物酶破胶剂可以在高温、高压以及含盐量高的井下作用，且经制备的生物酶破胶剂对原油降黏、驱油及破胶均有正向效果。