[发明专利]一种生物酶胶囊破胶剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油及天然气勘探与开发技术领域，特别涉及一种生物酶破胶剂及其制备方法。

背景技术

现有技术中，压裂液是压裂技术的重要部分，是油气井增产增注主要措施之一。压裂液是用于造缝和携砂的液体，压裂液在加砂过程中要能有效携砂，因此在压裂施工中要求其具有较高的粘度保证造缝性能和携砂性能，同时加砂结束后压裂液要能及时破胶并返排，减小残液对地层的伤害。

压裂液中所使用的增稠剂主要是半乳甘露聚糖类植物胶及其改性衍生物，具有可增稠、可输送支撑剂、可悬浮和可控制滤失的特性，在压裂作业中取得了良好的作业效果，在压裂完成后，如果增稠剂分子没有有效降解，往往会造成严重的储层伤害。因此，压裂作业要求添加破胶剂来降解增稠剂分子从而降低其分子量，降低压裂液粘度，以便压裂液返排，并将支撑剂留在裂缝里，形成一定支撑强度的裂缝，并建立支撑剂孔隙渗透率，达到压裂增产的目的。特别是对于特低渗油田来说，筛选适合于该储层压裂液体系的破胶剂就显得非常重要。

现有技术中，在压裂破胶时，多使用以过硫酸盐为代表的氧化型破胶剂，但这类破胶剂普遍存在着活化温度较高（大于55℃），在低温储层压裂液体系中活性较差，无法有效破胶的问题。生物技术的发展为解决这一难题提供了一个较好的办法，以甘露聚糖酶为代表的生物酶破胶剂，具有低温活性好，反应专一性强，破胶彻底的优点，在低温储层的压裂改造作业中取得了良好的效果。其不足之处在于：目前市场上使用的生物酶破胶剂，其酶活力较高，使用浓度低（ppm级），保证添加后的生物酶破胶剂浓度为ppm级的难度较大，容易出现添加生物酶破胶剂过多或过少的问题，导致破胶时间控制不当，发生提前破胶脱砂等作业事故；且生物酶直接和胍胶压裂液接触，添加瞬间即能够迅速降低胍胶压裂液的粘度，对压裂液的携砂和造缝性能产生较大影响，限制了压裂液发挥作用。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种生物酶胶囊破胶剂，能够有效地延迟生物酶破胶剂的释放，延长压裂液破胶时间，便于控制生物酶胶囊破胶剂的添加浓度，防止破胶时间控制不当导致发生提前破胶脱砂的事故；延长破胶时间，避免压裂液迅速降粘，保障低温压裂时压裂液的携砂和造缝性能；具有良好的低温破胶效率，能够大幅提高低温破胶效果。

本发明的目的是这样实现的：一种生物酶胶囊破胶剂，所述生物酶胶囊破胶剂由质量比为100：（0.005~0.05）：（2.5~10）的固体载体颗粒、生物酶和囊衣组成，所述每个载体颗粒上均包裹有生物酶层，生物酶层外周还包裹有囊衣，所述每个载体颗粒的粒径为0.125~0.150mm，包裹了生物酶层和囊衣的载体颗粒的粒径为0.425~0.850mm。

本发明使用时，将生物酶胶囊破胶剂加入胍胶压裂液中，对胍胶压裂液进行破胶降粘。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：生物酶包裹附着在固体载体颗粒上，形成生物酶层，生物酶层外周包裹有囊衣，生物酶胶囊破胶剂加入压裂液后，固体载体颗粒分散开与压裂液充分混合，每个载体颗粒上的囊衣缓慢溶解，被囊衣包裹住的生物酶无法立刻释放发挥作用，起到延长破胶时间的作用，当囊衣充分溶解后，生物酶与压裂液接触，开始破胶降粘。本发明延长了破胶时间，避免压裂液与破胶剂混合后迅速降粘，保障低温压裂时压裂液的携砂和造缝性能；有效地延迟生物酶破胶剂的释放，延长压裂液的破胶时间，防止破胶时间控制不当导致发生提前破胶脱砂的事故；生物酶附着在固体载体颗粒上，生物酶层相对于中心的载体颗粒的质量很小，每个载体颗粒上只有较小质量的生物酶会进行破胶降粘，因此生物酶胶囊破胶剂中发挥破胶作用的有效生物酶的质量很小，在添加生物酶胶囊破胶剂时便于控制使用浓度，避免添加生物酶破胶剂时，出现难以控制ppm级添加浓度的问题；通过控制载体颗粒上的囊衣厚度定量控制压裂液的破胶时间，以适用于不同温度地层的压裂施工；生物酶具有良好的低温破胶效率，能够大幅提高低温破胶效果。

作为本发明的进一步改进，所述固体载体颗粒为氯化钾、氯化钠、氯化铵或硫酸铵。氯化钾、氯化钠、氯化铵或硫酸铵作为载体颗粒，生物酶和囊衣依次附着在载体颗粒上。

作为本发明的进一步改进，所述生物酶为β-甘露聚糖酶。β-甘露聚糖酶具有低温活性好，反应专一性强，破胶彻底的优点，在低温储层的压裂改造作业中取得了良好的效果。

作为本发明的进一步改进，所述囊衣为氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、明胶或者PVA。

本发明的目的之二是提供一种制备上述生物酶胶囊破胶剂的方法，通过该方法制备的生物酶胶囊破胶剂，能够实现生物酶破胶剂的延时释放和压裂液的延迟破胶，更好地满足压裂作业的需要。