[发明专利]一种环境友好生物可利用绿色压裂液体系

说明书

技术领域

本发明涉及压裂体系，具体地说是一种新颖油田植物胶绿色环保和生物质可利用的压裂液体系。

背景技术

油田水力压裂是发生地层大量化学污染和聚合物伤害的作业之一。压裂施工中要在压裂液中加入生物不可降解化学物质，及聚合物经氧化剂如过硫酸盐，其破胶不彻底，一直以来，压裂体系以过硫酸铵等化学氧化物作为主要破胶剂，由于这类物质自身特点和破胶机理，传统化学破胶剂逐渐凸显出许多难以解决的瓶颈，大大影响了压裂效果。返排液中聚合物的平均分子量范围为2.5×10⁵-5.0×10⁵，有约20％的聚合物基本尚未被降解，其分子量仍大于2.0×10⁶。另外，冻胶破解后产生的不溶性聚合物降解产物，自冻胶破解液中析出，伤害支撑剂充填层和地层渗透率。研究还发现，破胶后的瓜尔胶压裂液可导致孔隙介质的流动能力大大下降，冻胶破胶液粘度下降并不一定能确保压裂液全部返出，破胶液中含有部分的大分子降解产物，足以伤害和限制裂缝的渗透率。同时，大量非选择性化学杀菌剂的使用，导致本源微生物被杀灭，不可就地利用残留地下的植物胶生物质。破坏了地层生物循环。此外，化学破胶后产生的有害有毒生物质，不可生物修复，即使返排到地面的返排液有较高含糖生物质，不易被微生物生物降解或再利用。

发明内容

就现有低温压裂液体系大量使用生物不可再生利用的不足之处，本发明充分应用当前微生物增产技术，加以改进创新，从而提供一个对地层和环境无伤害的环境友好，生物可利用的绿色压裂液体系。它具有操作简便，成本低廉，压裂优化，绝大部分生物产品均可经过微生物生物降解成无毒无害的物质，同时最大程度上保持油层本来面貌，降低油层伤害，优化油藏改造效率，提高地层生物能量等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种环境友好生物可利用绿色压裂液体系，按重量比计，该压裂液体系是由植物胶聚合物0.30-0.55％、生物杀菌剂10-20ppm、交联剂(1-1.5％硼砂水溶液，交联比：100∶5至100∶10)、pH值调节剂、生物助排剂0.018-0.025％、酶破胶剂5-30ppm、粘土稳定剂1-3％、压裂优化剂0.25-0.3％，余量为水。

所述植物胶聚合物是瓜尔豆胶或改性瓜尔胶，改性瓜尔胶为羟丙基瓜尔胶、羟甲基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶或羧甲基羟丙基瓜尔胶中的一种或多种；所述生物杀菌剂为生物表面活性剂类杀菌剂，其为脂肽表面活性素(Surfactin)和/或地衣素(Lichenysin)，该类脂肽为微生物发酵产物，为脂肽混合物，无需使用单体；所述交联剂为硼砂；所述pH调节剂主要针对高温井压裂液，为碳酸氢钠0.10-0.12％或碳酸钠0.09-0.13％；

所述生物助排剂为糖脂或糖脂与脂肽的混合物，所述糖脂为鼠李糖脂，所述脂肽为表面活性素，鼠李糖脂单独使用的用量最好为0.018-0.025％；鼠李糖脂与表面活性素两种生物表面活性剂的混合物共同使用，它们总用量最好为0.02％，它们间的重量比例最好为10∶1；该类助排剂能降低表面张力至27-29mN/m；具有较好热与化学稳定性可以耐受120℃高温和pH5-12；具有较好乳化和减阻作用；

所述酶破胶剂为耐碱耐盐β-半乳甘露聚糖酶，用量为10-15ppm，适用范围为pH7.0-10.5，耐碱耐盐b-半乳甘露聚糖酶可分为适用温度为15-60℃的中低温生物酶或适用温度为50-120℃的中高温生物酶二个种类；所述粘土稳定剂为氯化钾，优选用量为3％；所述压裂优化剂为磷酸盐最好为NH₄H₂PO₄、KH₂PO₄、K₂HPO₄一种或多种，本发明采用自制的氮磷源，其组成为1.60mol％KH₂PO₄、0.70mol％K₂HPO₄、0.32mol％(NH₄)₂HPO₄、其余为水，pH调到7-9，用量为0.3％。

本发明的绿色压裂液体系可按如下过程制得：

按上述重量比例，将植物胶聚合物、生物杀菌剂、pH值调节剂、生物助排剂、粘土稳定剂、压裂优化剂和水混合；然后加入硼砂作为交联剂交联后具挑挂性，冻胶于相应温度(15-120℃)加入相应的适于不同温度范围的酶破胶剂。