本發(fā)明涉及油田壓裂返排液的處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑及其制備方法。

技術(shù)背景

壓裂是油氣井增產(chǎn)的主要措施之一，壓裂施工過程利用高壓泵組將高黏度壓裂液壓入地層，造縫并攜入支撐劑，壓裂施工結(jié)束后，壓裂破膠液、未破膠徹底的壓裂液及剩余原膠液(基液)從井筒返至地面。這部分返排液成分復(fù)雜，由于含有破膠后的及未破膠的瓜膠/凍膠、高分子聚合物及石油類、鐵離子等，導(dǎo)致返排液黏度高、乳化嚴(yán)重，影響了壓裂返排液絮凝、沉降等處理過程中藥劑的擴(kuò)散，造成反應(yīng)時(shí)間長、處理效果差，因此，壓裂返排液進(jìn)行后續(xù)處理前，須先進(jìn)行破膠處理。

破膠劑主要破壞稠化劑分子鏈結(jié)構(gòu)，使其降黏、水化，實(shí)現(xiàn)破膠。主要有熱力、機(jī)械、化學(xué)、生物等途徑。常用的是生物和化學(xué)法，化學(xué)法主要采用過硫酸鉀、過硫酸胺等氧化劑，溫度高時(shí)，過氧化物分解為高活性自由基，破壞聚合物主鏈結(jié)構(gòu)，達(dá)到破膠目的。溫度越高，氧化劑反應(yīng)活性越強(qiáng)，但當(dāng)溫度低于50℃時(shí)，氧化劑破膠效果明顯下降。生物酶破膠劑是一種綠色環(huán)保型破膠劑，對降低破膠殘?jiān)忻黠@改善，但存在破膠速度緩慢，破膠不徹底，達(dá)不到快速破膠的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有壓裂返排液破膠過程存在的問題，提供一種油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑及其制備方法，破膠劑中生物酶催化糖苷鍵斷裂形成小分子糖，其中的引發(fā)劑通過降低斷鏈反應(yīng)的活化能，使化學(xué)破膠劑在低溫條件下斷開主鏈的同時(shí)，也斷開側(cè)鏈，達(dá)到徹底破膠的目的。從而提高壓裂返排液后續(xù)絮凝、沉降和過濾處理工藝的處理效果。

本發(fā)明提供了一種油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑，所述的油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑按重量份由以下組分組成：過氧化物化學(xué)破膠劑10～15、淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑8～10、多元醇類化合物引發(fā)劑1～3、去離子水60～80。

優(yōu)選地，所述的油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑，按重量份所述的破膠劑由以下組分組成：過氧化物化學(xué)破膠劑12、淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑9、多元醇類化合物引發(fā)劑2、去離子水70。

其中，所述的過氧化物化學(xué)破膠劑由雙氧水、過氧化鈉和過氧乙酸組成，質(zhì)量比例為1：1～2：1～2；所述的多元醇類化合物引發(fā)劑由二乙醇胺、三乙醇胺和甲基二乙醇胺組成，質(zhì)量比例為1：2～3：1～2。

上述油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑的制備方法，具體包括以下步驟：

(a)將過氧化物化學(xué)破膠劑緩慢加入到去離子水中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為60～80轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為30～35℃，恒溫2～3h后升溫至35～40℃，恒溫2-3h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(b)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為80～100轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為40～45℃，恒溫3～5h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻8～10h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為150～200轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為50～60℃，恒溫3～5h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(c)將多元醇類化合物引發(fā)劑加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為200～300轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為50～60℃，恒溫2～4h后降溫至30～40℃，恒溫3～5h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品。

`優(yōu)選地，所述的油田壓裂返排液復(fù)合破膠劑的制備方法，具體包括以下步驟：

(a)將過氧化物化學(xué)破膠劑緩慢加入到去離子水中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為70轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為32℃，恒溫2.5h后升溫至38℃，恒溫2.5h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(b)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為90轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為42℃，恒溫4h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻9h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為180轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為55℃，恒溫4h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(c)將多元醇類化合物引發(fā)劑加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為250轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為55℃，恒溫3h后降溫至35℃，恒溫4h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)復(fù)合破膠劑在低溫條件下破膠速度快，30min內(nèi)可使壓裂返排液粘度降低90％以上。

(2)復(fù)合破膠劑采用化學(xué)破膠劑與生物破膠劑相復(fù)配，可使壓裂返排液中的成膠分子主鏈和側(cè)鏈均斷裂，實(shí)現(xiàn)徹底破膠。

(3)破膠出水率高，使水、石油類、懸浮物等易于分離，提高壓裂返排液后續(xù)絮凝、沉降、過濾等工藝的處理效果。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明：

實(shí)施例1

準(zhǔn)確稱量原料(kg)：

(1)過氧化物化學(xué)破膠劑

雙氧水2、過氧化鈉4和過氧乙酸4；

(2)淀粉糖甙鍵特異性水解酶8

(3)多元醇類化合物引發(fā)劑

二乙醇胺0.2、三乙醇胺0.6和甲基二乙醇胺0.2

(4)去離子水60

制備方法：

(1)將雙氧水2kg、過氧化鈉4kg和過氧乙酸4kg緩慢加入到去離子水60kg中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為60轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為30℃，恒溫2h后升溫至35℃，恒溫2h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(2)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑8kg加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為80轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為40℃，恒溫3h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻8h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為150轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為50℃，恒溫3h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(3)將二乙醇胺0.2kg、三乙醇胺0.6kg和甲基二乙醇胺0.2kg加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為200轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為50℃，恒溫2h后降溫至30℃，恒溫3h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品B₁。

實(shí)施例2

準(zhǔn)確稱量原料(kg)：

(1)過氧化物化學(xué)破膠劑

雙氧水2、過氧化鈉4.5和過氧乙酸4.5；

(2)淀粉糖甙鍵特異性水解酶8.5

(3)多元醇類化合物引發(fā)劑

二乙醇胺0.3、三乙醇胺0.9和甲基二乙醇胺0.3

(4)去離子水65

制備方法：

(1)將雙氧水2kg、過氧化鈉4.5kg和過氧乙酸4.5kg緩慢加入到去離子水65kg中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為65轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為31℃，恒溫2.2h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(2)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑8.5kg加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為85轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為41℃，恒溫3.5h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻8.5h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為160轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為52℃，恒溫3.5h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(3)將二乙醇胺0.3kg、三乙醇胺0.9kg和甲基二乙醇胺0.3kg加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為220轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為53℃，恒溫2.5h后降溫至33℃，恒溫3.5h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品B₂。

實(shí)施例3

準(zhǔn)確稱量原料(kg)：

(1)過氧化物化學(xué)破膠劑

雙氧水2、過氧化鈉5和過氧乙酸5；

(2)淀粉糖甙鍵特異性水解酶9

(3)多元醇類化合物引發(fā)劑

二乙醇胺0.4、三乙醇胺1.0和甲基二乙醇胺0.6

(4)去離子水70

制備方法：

(1)將雙氧水2kg、過氧化鈉5kg和過氧乙酸5kg緩慢加入到去離子水70kg中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為70轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為32℃，恒溫2.5h后升溫至38℃，恒溫2.5h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(2)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑9kg加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為90轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為42℃，恒溫4h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻9h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為180轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為55℃，恒溫4h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(3)將二乙醇胺0.4kg、三乙醇胺1.0kg和甲基二乙醇胺0.6kg加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為250轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為55℃，恒溫3h后降溫至35℃，恒溫4h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品B₃。

實(shí)施例4

準(zhǔn)確稱量原料(kg)：

(1)過氧化物化學(xué)破膠劑

雙氧水2.0、過氧化鈉5.0和過氧乙酸6.0；

(2)淀粉糖甙鍵特異性水解酶9.3

(3)多元醇類化合物引發(fā)劑

二乙醇胺0.5、三乙醇胺1.2和甲基二乙醇胺0.8

(4)去離子水75

制備方法：

(1)將雙氧水2.0kg、過氧化鈉5.0kg和過氧乙酸6.0kg緩慢加入到去離子水75kg中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為75轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為33℃，恒溫2.6h后升溫至39℃，恒溫2.7h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(2)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑9.3kg加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為95轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為43℃，恒溫4.2h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻9.3h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為185轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為56℃，恒溫4.5h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(3)將二乙醇胺0.5kg、三乙醇胺1.2kg和甲基二乙醇胺0.8kg加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為260轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為56℃，恒溫3.4h后降溫至37℃，恒溫4.2h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品B₄。

實(shí)施例5

準(zhǔn)確稱量原料(kg)：

(1)過氧化物化學(xué)破膠劑

雙氧水2.5、過氧化鈉6.5和過氧乙酸5.0；

(2)淀粉糖甙鍵特異性水解酶9.7

(3)多元醇類化合物引發(fā)劑

二乙醇胺0.5、三乙醇胺1.3和甲基二乙醇胺1.0

(4)去離子水78

制備方法：

(1)將雙氧水2.5kg、過氧化鈉6.5kg和過氧乙酸5.0kg緩慢加入到去離子水78kg中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為78轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為34℃，恒溫2.8h后升溫至39℃，恒溫2.8h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(2)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑9.7kg加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為98轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為44℃，恒溫4.8h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻9.6h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為190轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為58℃，恒溫4.8h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(3)將二乙醇胺0.5kg、三乙醇胺1.3kg和甲基二乙醇胺1.0kg加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為290轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為58℃，恒溫3.6h后降溫至39℃，恒溫4.6h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品B₅。

實(shí)施例6

準(zhǔn)確稱量原料(kg)：

(1)過氧化物化學(xué)破膠劑

雙氧水2.5、過氧化鈉7.0和過氧乙酸5.5；

(2)淀粉糖甙鍵特異性水解酶10

(3)多元醇類化合物引發(fā)劑

二乙醇胺0.6、三乙醇胺1.8和甲基二乙醇胺0.6

(4)去離子水80

制備方法：

(1)將雙氧水2.5kg、過氧化鈉7.0kg和過氧乙酸5.5kg緩慢加入到去離子水80kg中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為80轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為35℃，恒溫3h后升溫至40℃，恒溫3h后自然冷卻至室溫，得到過氧化物溶液；

(2)將淀粉糖甙鍵特異性水解酶生物破膠劑10kg加入上述過氧化物溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為100轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為45℃，恒溫5h后自然冷卻至室溫，室溫冷卻10h后，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為200轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為60℃，恒溫5h后自然冷卻至室溫，得到混合溶液；

(3)將二乙醇胺0.6kg、三乙醇胺1.8kg和甲基二乙醇胺0.6kg加入上述混合溶液中，邊攪拌邊加熱，攪拌速率為300轉(zhuǎn)/分，加熱溫度為60℃，恒溫4h后降溫至40℃，恒溫5h自然冷卻至室溫，得到產(chǎn)品B₆。

實(shí)施例7

某油田油井F₂壓裂返排液，該返排液初始粘度62.0mPa.s。取該壓裂返排液分別加入上述制得的復(fù)合破膠劑，復(fù)合破膠劑的重量在壓裂返排液中所占重量比例為5.0％，實(shí)驗(yàn)其在30℃、35℃、40℃條件下的破膠性能。由表1-3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，隨著溫度升高、破膠時(shí)間延長，壓裂返排液粘度降低，破膠效果更好。在40℃條件下，破膠時(shí)間30min時(shí)，壓裂返排液粘度降至1.8mPa.s以下，降粘率超過97.0％，完全滿足后續(xù)凝、過濾處理要求，可以實(shí)現(xiàn)壓裂返排液的有效處理。表1 30℃下復(fù)合破膠劑破膠性能實(shí)驗(yàn)

表2 35℃下復(fù)合破膠劑破膠性能實(shí)驗(yàn)

表3 40℃下復(fù)合破膠劑破膠性能實(shí)驗(yàn)

實(shí)施例8

某油田油井G₈壓裂返排液，該返排液初始粘度58.3mPa.s。取該壓裂返排液分別加入上述制得的復(fù)合破膠劑，復(fù)合破膠劑的重量在壓裂返排液中所占重量比例為5.0％，實(shí)驗(yàn)其在30℃、35℃、40℃條件下的破膠性能。由表4-6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，隨著溫度升高、破膠時(shí)間延長，壓裂返排液粘度降低，破膠效果更好。在40℃條件下，破膠時(shí)間30min時(shí)，壓裂返排液粘度降至1.6mPa.s以下，降粘率超過97.0％，完全滿足后續(xù)凝、過濾處理要求，可以實(shí)現(xiàn)壓裂返排液的有效處理。表4 30℃下復(fù)合破膠劑破膠性能實(shí)驗(yàn)

表5 35℃下復(fù)合破膠劑破膠性能實(shí)驗(yàn)

表6 40℃下復(fù)合破膠劑破膠性能實(shí)驗(yàn)