油田化學(xué)品是解決油田鉆井、完井、采油、注水、提高采收率及集輸?shù)冗^程中化學(xué) 問題時(shí)所使用的藥劑。與國外相比，我國石油工業(yè)古老又年輕，相應(yīng)地油田化學(xué)品的開 發(fā)應(yīng)用在20世紀(jì)40~50年代僅在少數(shù)油田部分作業(yè)，如鉆井等使用化學(xué)品。近代油田 化學(xué)品的研究、開發(fā)和應(yīng)用起步于70年代初，這期間最有代表意義的交聯(lián)技術(shù)首先在 壓裂施工中應(yīng)用，如70年代初的羧甲基槐豆粉、皂角粉、田菁粉、甲撐聚丙烯酰胺、 CMC凍膠壓裂液等相繼在大港、勝利、長慶、中原等油田大面積推廣應(yīng)用，進(jìn)入90年 代，輕丙基瓜膠凍膠壓裂液等在壓裂等采油作業(yè)中大面積應(yīng)用m。

 

半乳甘露聚糖類型的植物膠，在國外已有七十年以上的研究利用歷史，起初是長角 豆膠，到了四十年代以后瓜爾膠取代了長角豆膠，在研究和利用上占了絕對的優(yōu)勢。我 國生產(chǎn)和利用半乳甘露聚糖膠都較晚，可以說自發(fā)現(xiàn)皂角、槐豆及田菁膠以來才算有了 批量的生產(chǎn)和利用。半乳甘露聚糖膠，主要來源于豆科植物的種子，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)我國豆 科植物中含有胚乳的約32屬560余種，這里分析了 24種植物種子胚乳膠。綜合各方面 情況，在工業(yè)中可作為半乳甘露聚糖膠來源的植物，木本植物中有：肥皂莢、銀合歡、 格木、皂英、雄黃豆、槐樹和格木。在草本植物中有：望江南、決明、胡蘆巴、瓜爾豆、 大托葉豬屎豆、豬屎豆等[2].

 

1974年春，在石油部和中科院努力下，瓜爾豆作為工業(yè)用膠原料從國外引種。開始 在北京和云南，逐步擴(kuò)大至湖南、廣東、四川、湖北、廣西等16個(gè)省、自治區(qū)和直轄 市的近500個(gè)試種點(diǎn)。1975年，云南將引種成功的瓜爾豆加工成膠粉首次在勝利油田進(jìn) 行壓裂試驗(yàn)，石油顯著增產(chǎn)。20世紀(jì)90年代末，北京礦冶研究總院和新疆石油管理局， 在吐魯番開始試驗(yàn)種植瓜爾豆。當(dāng)時(shí)成立合資公司金豆公司，累計(jì)收獲500噸，品 質(zhì)較差。2005年，由于政策原因，對方撤資，公司解散。種植只能停止。上世紀(jì)90年 代，中國石油化學(xué)公司在海南開始試驗(yàn)種植瓜爾豆。可惜沒有成功。2002年，由于主要 人員的離職，瓜爾膠業(yè)務(wù)全部停止。

 

依據(jù)油田主要生產(chǎn)工藝，植物膠的分類主要為鉆井、采油用化學(xué)品。我國工業(yè)上常 用的半乳甘露聚糖膠有三種，即瓜爾膠、田菁膠和胡蘆巴膠。分子結(jié)構(gòu)中主鏈?zhǔn)荁-l，4-D- 甘露糖，側(cè)鏈?zhǔn)莂-l,6-D-半乳糖，瓜爾膠中甘露糖與半乳糖的比例為2:1，田菁膠和胡蘆巴 膠略有不同。具有良好的水溶性和增稠性。

 

本文重點(diǎn)介紹瓜爾膠在油田中的應(yīng)用情況，這是因?yàn)樘镙寄z和胡蘆巴膠已經(jīng)退出油 田行業(yè)，而且目前沒有專門公司從事培育和種植田菁豆和胡蘆巴豆的工作，農(nóng)民在有市 場需求的情況下，才會在鹽堿地上適量種植，種子逐年退化，完全處于放任自流的狀態(tài)。 國內(nèi)僅有少數(shù)植物膠廠，每年從農(nóng)戶手中收購一定量的田菁豆和胡蘆巴豆，進(jìn)行有針對性地加工，供應(yīng)特定市場。

 

表1植物種子胚乳膠比較千粒重嚇乳含量1總糖i半乳鍤：甘_姑度<毛細(xì)！木不溶物植物名稱(克>\mm^苜厘泊>；海紅豆109.019. 3| 92.812.0;23.039.21銀合歡36.517. 192.0I1.7^ 675.115.75白花紫荊88* 451.367*9i 13S 34.665. 17播腸樹16. 1〇55. 383. 014336. 245.74雄黃豆126^063. 086.314.0’142.233.06豆茶決明8. 933.040.0i2.222m 74S.36望江南19. 250.084. 013. 824.023.57決明26.0as. 260.01B.24.9d 52鳳凰木441.923-584. 6i10.57.2S8. 52格木846.339.0,92.05. 2484. 326, 54胡里豆140. 041.2* 79.037259. 430.26山皂莢207. 545.788. 912. 070. B22. 46皂莢500. 040.888.5I4.0597.623* 68肥皂莢2054.012.891.613.711C8.48, 17翅莢木41.755.087.613. 437# 935#72菽麻36.527.5SS.714. 3348.723.28豬屎豆5.334.393. G14m 5477. 128.34大托葉豬屎豆18.523. 879. 1119, 16瓜爾豆33. 842.084. 312.0351.919. C O馬練4. 433* 375. 315,233. 924.68田菁15.033.585.912^0121,824. 30槐樹133. 036.0■-18.5—胡蘆巴13*038* 7SO. 611.6321. 019.76洋槐20. 510. 654. !013.05.357. 12二、原料瓜爾膠也稱胍膠，系由瓜爾豆種子的胚乳經(jīng)干燥，磨粉而得。瓜爾（Guar)是一種 生長在印巴次大陸干旱及半干旱地區(qū)的一年生草本植物，主要產(chǎn)區(qū)在印度的西北部及巴 基斯坦的東部，其名稱由梵語GAUAAHAR演變而來，意為牛飼料或牲畜飼料。在印度， 瓜爾豆的產(chǎn)量主要受到氣候尤其是季風(fēng)降雨的影響，其中70%的產(chǎn)量來自于沙漠之邦拉 賈斯坦（Rajasthan)。

 

全球每年瓜爾膠消耗量約150 ~ 200萬噸，歐美、中國的大型瓜爾膠生產(chǎn)廠家通常 在印度建有合資工廠，或者尋找到合作伙伴，保證原料質(zhì)量穩(wěn)定。瓜爾豆是農(nóng)產(chǎn)品，價(jià) 格波動(dòng)較大，平均每1〇~12年構(gòu)成一個(gè)輪回。'印度和巴基斯坦相比，巴基斯坦與中國 關(guān)系親密，關(guān)稅更加優(yōu)惠。印度 VIKAS、SUNITA、LOTUS、SHREE RAM、JAI BHARAT、 ADARSH，巴基斯坦PAKCHEM都是較為知名的品牌。

 

印度具有原料好、技術(shù)高的優(yōu)勢，能夠供應(yīng)特殊工業(yè)級原粉，粘度高，水不溶物低， 適合進(jìn)行化學(xué)改性，供給石油、造紙、涂料等高端行業(yè)使用，這是歐美、中國高端客戶 特別青睞的原料產(chǎn)品。巴基斯坦原料不適合進(jìn)行化學(xué)改性，只適合食品、建筑、選礦、 冶金等普通行業(yè)直接使用原粉。

 

表2印度和巴基斯坦進(jìn)口關(guān)稅和增值稅比較品名國家進(jìn)口關(guān)稅％增值稅％備注瓜爾膠片印度713原產(chǎn)地證明巴基斯坦6.6313瓜爾膠粉印度1017巴基斯坦017三、生產(chǎn)瓜爾膠的提取技術(shù)于1953年在美國被商業(yè)化，約十年后在印度被廣泛使用。目前 印度的年產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%,巴基斯坦占15%，其它如蘇丹，澳洲，巴西，美國 等總計(jì)約占5%。

 

歐美著名的生產(chǎn)廠家包括：Ashland，Rhodia，IPI, Economy Group，Henkel、polygal、 等，他們通常從印度購進(jìn)高質(zhì)量的瓜爾膠原粉，生產(chǎn)表面處理原粉和化學(xué)改性粉，包括 羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠、陽離子瓜爾膠，以及特殊行業(yè)用膠。上述各家的 產(chǎn)品，由于售價(jià)高達(dá)50~ 120元/公斤，所以在國內(nèi)市場占有率很少。即使有，也是國際 大公司通過其全球采購供應(yīng)其下屬中國公司，與中國本土市場關(guān)系不大。

 

中國生產(chǎn)廠家包括國企和民企。昆山京昆油田化學(xué)科技開發(fā)公司排名第一，國企， 中石油全資子公司，2008年上級主管單位由中石油物資裝備公司變成中國石油化學(xué)公 司。1989年成立，年產(chǎn)銷萬噸瓜爾膠原粉和改性粉，技術(shù)力量雄厚，設(shè)備先進(jìn)，經(jīng)營機(jī) 制比較靈活，以國內(nèi)和國外石油行業(yè)為主，在各個(gè)油田長駐銷售人員。

 

北京礦冶研究總院，國務(wù)院國資委直屬的央企，二級部門天然植物膠發(fā)展中心于 1985年成立，年產(chǎn)銷8000噸植物膠原粉和改性粉，以食品、石油、造紙、建筑、催化 劑、制香等行業(yè)為主，自主銷售和代理制相結(jié)合。從2001年開始，開始研發(fā)植物膠高 效快速配液設(shè)備，目前植物膠和配液設(shè)備都有產(chǎn)品供應(yīng)市場。

 

各個(gè)油田的三產(chǎn)：幾乎每個(gè)油田都有生產(chǎn)瓜爾膠的三產(chǎn)企業(yè)，多數(shù)力量薄弱，利用 與油田的天然關(guān)系請其它企業(yè)為其貼牌生產(chǎn)，其中也有少數(shù)技術(shù)力量較強(qiáng)、能夠自己生 產(chǎn)改性粉的：長慶油田井下助劑公司、遼河油田井下助劑公司。

 

民企：其中有專門生產(chǎn)瓜爾膠的廠家，也有主業(yè)是石油助劑附帶生產(chǎn)瓜爾膠的廠家， 其中技術(shù)力量較強(qiáng)的有廣饒六合、無錫金鑫等。

 

技術(shù)路線：瓜爾膠原粉，中國和印度、巴基斯坦基本相同，都采用水合-增粘-粉碎- 篩分-均質(zhì)的工藝流程，但是印度和巴基斯坦技術(shù)和設(shè)備更為成熟，規(guī)模更大，成本更 低。速溶原粉，印度大量生產(chǎn)，出口歐美。化學(xué)改性粉，印度、巴基斯坦基本不生產(chǎn)， 中國和歐美基本相同。目前分為濕法和半干法兩種工藝，濕法以原粉為原料，乙醇為分 散劑；半干法以胚乳片為原料，水為分散劑。其中半干法根據(jù)用戶粘度的高低，決定是 否進(jìn)行乙醇洗滌。目前供應(yīng)國內(nèi)不需要進(jìn)行乙醇洗滌，但是供應(yīng)國外石油行業(yè)必須進(jìn)行 乙醇洗滌，以大幅提高粘度。?

 

四、指標(biāo)表3國內(nèi)外石油行業(yè)瓜爾膠技術(shù)指標(biāo)國家品種粘度mPa.s0.6%，fann-35，1 OOrpm，干基水不溶物％中國瓜爾膠GG=140=16羥丙基瓜爾膠HPG=105=8羧甲基羥丙基瓜爾膠CMHPG=130=4超級瓜爾膠SHPG=130=3歐美瓜爾膠GG=140=14羥丙基瓜爾膠HPG=130=6羧甲基羥丙基瓜爾膠CMHPG=130=4通過上表的比較可以看出，中國和歐美的瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠的指標(biāo)接近， 但是中國油田使用量最大的稠化劑，羥丙基瓜爾膠，其粘度指標(biāo)中國與歐美還是有較大 的差距。這不是技術(shù)上的原因，而是油田采購價(jià)格的原因。瓜爾膠和輕丙基瓜爾膠，國 內(nèi)多數(shù)生產(chǎn)植物膠廠家都能夠生產(chǎn)，但是羧甲基羥丙基瓜爾膠和超級瓜爾膠，目前只有 極少數(shù)廠家能夠生產(chǎn)，具體而言就是昆山京昆和北京礦冶掌握生產(chǎn)工藝，有工業(yè)化產(chǎn)品 提供市場。

 

另外還有—個(gè)重要指標(biāo)，對于使用者有很大影響，這個(gè)指標(biāo)就是干粉流動(dòng)性。通常 情況下。植物膠干粉流動(dòng)性和水中分散性比較差，水粉混合時(shí)容易出現(xiàn)大量“魚眼”， 即水包團(tuán)，一 1形成就難以再溶解。導(dǎo)致溶液實(shí)際濃度低，沒有達(dá)到預(yù)期的粘度和稠度， 形成的水包團(tuán)還要過濾除去，原料浪費(fèi)驚人。歐美生產(chǎn)廠家和使用廠家，很早就認(rèn)識到 這個(gè)問題，普遍采用表面活性劑和抗結(jié)劑對瓜爾膠進(jìn)行表面處理，改善了流動(dòng)性和分散 性，解決了使用方的難處；國內(nèi)發(fā)展到今天，以北京礦冶為代表的一流國企，已經(jīng)在技 術(shù)上解決了這個(gè)問題，但是由于成本偏高油田難以接受，因此在我國石油行業(yè)使用的瓜 爾膠不進(jìn)行表面處理，但是在使用時(shí)利用專門配液設(shè)備彌補(bǔ)流動(dòng)性和分散性的不足，國 內(nèi)在配液設(shè)備方面是領(lǐng)先于國外的。'打造世界石油城?克拉瑪依經(jīng)濟(jì)合作與項(xiàng)目推介會曼2010全國石油化工技術(shù)服務(wù)（克拉瑪依）論壇五、市場全球瓜爾膠每年用量150~200萬噸左右，其中石油行業(yè)用量占1/4~ 1/3。其中主 要市場包括北美、東南亞、俄羅斯、中東、中國等。中國國內(nèi)瓜爾膠每年用量4~5萬 噸左右，其中石油行業(yè)用量占1/4 ~ 1/3,也是最大的行業(yè)市場。

 

中國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5764-2007《壓裂用植物膠通用技術(shù)要求》在2008 年上半年剛剛開始執(zhí)行，各油田主要使用輕丙基瓜爾膠，其中一級粉由于價(jià)格太高，處 于有價(jià)無市的局面，各油田普遍采購二級粉，目的是控制成本。下表列出了 2010年中 國石油天然氣集團(tuán)公司物資采購中心，在2010年3月對壓裂用瓜爾膠進(jìn)行集中談判采 購的結(jié)果，這個(gè)價(jià)格對各個(gè)油田起指導(dǎo)和參考作用。

 

由于中國石油進(jìn)行重組改革，中國石油銷售有限責(zé)任公司進(jìn)行解散清算并注銷，作 為下屬的中國石油銷售有限責(zé)任公司北京信息服務(wù)分公司也要進(jìn)行解散清算并注銷。中 石油集團(tuán)公司將原來分別屬于物資裝備集團(tuán)的物資裝備網(wǎng)和屬于北京信息服務(wù)分公司 的能源一號網(wǎng)合并，以能源一號網(wǎng)為主。瓜爾膠屬于一級物資，必須首先成為能源一號 網(wǎng)站會員，才有資格參加中石油物資采購中心每年組織的集中談判采購，才有資格供應(yīng) 各個(gè)油田。合并后的業(yè)務(wù)由中油物采信息技術(shù)有限公司承接與開展。同時(shí)自2009年3 月至2010年3月，按照中國石油供應(yīng)商管理要求，對集團(tuán)公司內(nèi)供應(yīng)商資源進(jìn)行了梳 理整合。在此期間，要求原能源一號網(wǎng)站會員上報(bào)梳理所需的相關(guān)資料。截止目前梳理 工作全部結(jié)束。北京礦冶順利通過梳理整合，已經(jīng)拿到新的證書。

 

表4中國各油田瓜爾膠用量和等級油田用量/(噸/年）品種說明大慶3000-3500羥丙基瓜爾膠 少量羧甲基羥丙基瓜爾膠 原粉瓜爾膠二級粉—級粉吉林1800-2000羥丙基瓜爾膠二級粉 少量一級粉長慶2000-2500羥丙基瓜爾膠二級粉新疆1000-1200羥丙基瓜爾膠 少量羧甲基羥丙基瓜爾膠二級粉遼河800-1000羥丙基瓜爾膠二級粉四川800-1000羥丙基瓜爾膠 少量羧甲基羥丙基瓜爾膠一級粉勝利600-700羥丙基瓜爾膠二級粉其它1500-2000羥丙基瓜爾膠二級粉延長800-1000瓜爾膠原粉 羥丙基瓜爾膠二級粉二級粉表5 2010年中國石油天然氣集團(tuán)公司壓裂用瓜爾膠談判采購結(jié)果產(chǎn)品名稱執(zhí)行價(jià)格/(元/噸）

 

東部地區(qū)西部地區(qū)壓裂用羥丙基瓜爾膠（一級）1935019500壓裂用羥丙基瓜爾膠（二級）1620016450六、應(yīng)用壓裂工藝是油氣井增產(chǎn)的一項(xiàng)主要措施。瓜爾膠及其衍生物是目前國內(nèi)外使用最多 的水基壓裂液的增稠劑、減阻劑和濾失控制劑。目前國內(nèi)外使用的水基壓裂液主要是以 瓜爾膠及其衍生物羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠、延遲水合羥丙基瓜爾膠為基礎(chǔ) 增稠劑。一般常用濃度為0.2%~0.6%,即可使水稠化而獲得較高的粘度，將高濃度的 支撐劑攜帶到新的裂縫，具有懸砂能力強(qiáng)、低摩阻、膠體穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。瓜膠與多價(jià) 金屬離子絡(luò)合可形成高粘彈性的凍膠。常用的交聯(lián)劑有：硼、銻、鈦、鋯、鉻等金屬鹽 類。在堿性條件下，硼原子等在瓜爾膠大分子鏈間建立交聯(lián)鍵，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水基凍 膠[3]〇

 

在壓裂酸化施工中要造成長而寬的裂縫，需減小液體漏入地層的速度，因而應(yīng)加入 降濾失劑。降濾失劑由兩部分組成：一是能進(jìn)人地層孔隙并在裂縫壁面形成橋塞的惰性 固體顆粒；二是用來填塞固體顆粒之間孔隙的聚合物。為了對地層不產(chǎn)生傷害，降濾失 劑應(yīng)當(dāng)能在處理液中或生產(chǎn)出來的油或水中降解或緩慢溶解。硅粉是常用的惰性固體粉 末，水溶性聚合物通常用瓜膠、纖維素衍生物或聚丙烯酰胺，以這些物質(zhì)膠結(jié)固相顆粒， 也可以是惰性固體表面包一層瓜膠類的物質(zhì)，它能遇酸變軟，兼有固體和膠體兩重特性。

 

稠化酸又稱膠凝酸，是指通過加入稠化劑，提高了粘度的酸。由于其粘度高，濾失 性低，以及稠化劑在巖石表面的吸附，降低了H+向巖面的擴(kuò)散速度，起到緩速作用。稠 化酸酸化能節(jié)省部分緩蝕劑，降低泵送摩阻，減輕地層傷害，因而自7〇年代研制并施 工以來受到國內(nèi)外重視。研制和應(yīng)用稠化酸的關(guān)鍵是稠化劑的研制和應(yīng)用。稠化劑應(yīng)具 備耐酸、耐高溫、耐剪切并與相應(yīng)的酸液添加劑及地層離子有良好的配伍性。多糖類聚 合物瓜膠、羥丙基瓜膠等天然聚合物都能用作稠化劑。其特點(diǎn)是增粘效果好，但使用溫 度較低，一般在40丈以下，或用于稠化有機(jī)酸、潛在酸等，如果復(fù)配適當(dāng)熱穩(wěn)定劑（如 低分子醇），使用溫度能得到提高。

 

用交聯(lián)聚合物作為稠化劑可以得到高粘度的稠化酸，這類酸也稱為交聯(lián)酸。該體系 包括水溶性聚合物瓜爾膠或者纖維素衍生物、交聯(lián)劑、酸、水、必要的添加劑和破膠劑。 破膠劑要根據(jù)施工時(shí)間延遲破膠，在破膠劑外面包裹一層聚合物，該聚合物在高溫下緩 慢溶化，釋放出破膠劑。經(jīng)交聯(lián)后的稠化酸耐熱性、耐剪切性好，可用于高溫井（90^ 以上）施工。交聯(lián)酸中聚合物濃度低，粘度高，懸浮能力強(qiáng)，濾失低，能減少地層傷害， 能抑制地層中油水乳狀液的形成并減小酸液對設(shè)備和管道的腐蝕。

 

早在40年代初期，水溶性聚合物作為鉆井液的降濾失劑已受到普遍重視。國內(nèi)常用 的降濾失劑包括瓜爾膠、輕丙基瓜爾膠、羥乙基瓜爾膠等，主要通過提高濾液粘度和降 低濾餅滲透率來達(dá)到控制濾失的目的。

 

鉆孔時(shí)經(jīng)常需要臨時(shí)封閉或堵塞某一滲透層，而對另一欠滲透的地層進(jìn)行施工。過 去也用過許多其它物質(zhì)進(jìn)行此種施工，如纖維性材料干草、海綿等。但在有裂縫或小洞 的這類地層中，卻很難成功。而水泥材料既需要較多的時(shí)間，又價(jià)格昂貴，還易于傷害 需要滲透的地層。近年來改用半乳甘露聚糖交聯(lián)形成的凝膠材料，作為臨時(shí)封堵劑，證 明比以上兩類材料都好。使用時(shí)將瓜爾膠、懸浮劑、緩沖劑和降解劑混入一定量的水中， 再加人交聯(lián)劑，將此封閉液泵入需要封閉的地層中，凝膠即形成。形成的凝膠在預(yù)定的 時(shí)間自動(dòng)破膠。封閉的時(shí)間視需要而調(diào)節(jié)溶液的濃度和降解劑濃度的大小，可以有2-20 天。

 

堵水作業(yè)，確切地說應(yīng)該是控制水油比或控制產(chǎn)水。其實(shí)質(zhì)是改變水在地層中的流 動(dòng)特性，即改變水在地層中的滲流規(guī)律，提高油層的產(chǎn)油量。半乳甘露聚糖植物膠屬于 非選擇性堵劑中的凍膠型堵劑，通常使用羧甲基羥丙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、羥乙基 瓜爾膠等，交聯(lián)劑多為由高價(jià)金屬離子所形成的多核羥橋絡(luò)離子，此外還有醛類或醛與 其它低分子物質(zhì)縮聚得到的低聚合度的樹脂。這類堵劑包括鋁凍膠、鉻凍膠、鋯凍膠、 鈦凍膠、醛凍膠等。

 

七、配液瓜爾膠具有良好水溶性，同時(shí)也具有獨(dú)特的水溶機(jī)理，掌握不好會導(dǎo)致溶解速度慢， 粘度釋放不充分，出現(xiàn)大量膠團(tuán)即“魚眼”，“魚眼”一旦形成很難打破，阻礙了粉體的進(jìn) 一步溶解，不僅造成原料浪費(fèi)和粘度降低，還會形成實(shí)際意義上的不溶物，最終進(jìn)入地 層形成傷害。

 

歐美通常采取改進(jìn)措施如下：首先對瓜爾膠進(jìn)行表面處理，改善了干粉流動(dòng)性和水 中分散性，然后配制成45% ~ 50%柴油基濃縮液，運(yùn)到作業(yè)現(xiàn)場，做到現(xiàn)場配液現(xiàn)場應(yīng) 用，減少廢液回收量，降低成本，?減少消耗。

 

斯倫貝謝為完成西伯利亞高效水力壓裂作業(yè)。研發(fā)出移動(dòng)配液設(shè)備GelSTREAK。 GelSTREAK車固定在俄羅斯6x6卡車底盤上，由一個(gè)400馬力發(fā)動(dòng)機(jī)供電，運(yùn)輸便利。 一個(gè)容量為181訟斤的車載儲存箱將聚合物干粉運(yùn)到井場。要配制出無結(jié)塊的溶液，聚 合物干粉必須要完全分散在水里，這可通過GelSTREAK攪拌系統(tǒng)中的一個(gè)名為噴射器的裝置來實(shí)現(xiàn)。噴射器有一個(gè)文丘里噴嘴，可形成高速水流，產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸力，將聚合 物粉吸入混合室。混合區(qū)的湍流足以形成一種均勻混合。聚合物在噴射器中混合之后必 須要水化，直到線性凝膠液達(dá)到設(shè)計(jì)粘度。水化作用需要時(shí)間和壓裂液的剪切力，水化 速率與壓裂液溫度成正比。GelSTREAK裝置有一個(gè)由五個(gè)艙室組成的儲罐，可使水化 作用有充足的時(shí)間。在23.8米3的艙室內(nèi)攪動(dòng)，壓裂液依次穿過各個(gè)艙室，形成了先進(jìn)先 出的流動(dòng)方式。罐內(nèi)液面探測器和磁流量計(jì)監(jiān)控艙室內(nèi)的液面和流速，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程水 化控制。GelSTREAK設(shè)備可配制線性凝膠液，其聚合物濃度可達(dá)6克/升，輸出速率為 0.95-6.36米3/分鐘。從排出管匯輸出水化凝膠，經(jīng)過GelSTREAK^置到達(dá)混砂車，化 學(xué)添加劑和支撐劑也輸人混砂車[4]〇

 

國內(nèi)通常采取改進(jìn)措施如下：主要采用高效快速混配設(shè)備，主體設(shè)備混合系統(tǒng)包括 高效混合裝置、釋放裝置、靜態(tài)分散裝置、高速增粘裝置；輔助設(shè)備粉料系統(tǒng)，混合系統(tǒng)， 固添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、發(fā)液系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。

 

這套混配設(shè)備使膠粉分散效果好，粘度釋放速度快，瞬間達(dá)到最佳釋放狀態(tài)，不產(chǎn) 生水包粉的現(xiàn)象。每分鐘配液量0.5?3m3/min，能夠準(zhǔn)確控制溶液的濃度，膠粉用量在 0.2% ~ 0.8%之間連續(xù)可調(diào)，固體添加劑用量在0.2% ~ 2%之間連續(xù)可調(diào)，液體添加劑用 量在0.05% ~ 0.2%之間連續(xù)可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了膠粉、固體添加劑和液體添加劑按照設(shè)計(jì)比例 連續(xù)可調(diào)地進(jìn)行配液，滿足不同用戶的要求。基液粘度釋放快，在水溫15弋以上時(shí)配液 出口粘度達(dá)到實(shí)驗(yàn)室粘度的95%以上，水溫10T時(shí)配液出口粘度達(dá)到實(shí)驗(yàn)室粘度的90% 以上，靜止2~3分鐘后粘度即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)室粘度，適合在40冗至40丈溫度條件下工作， 能夠滿足各種自然條件的要求。各種配液組分包括水量、膠粉量、添加劑量的加人精度 高，粘度波動(dòng)范圍小，自動(dòng)配液時(shí)粘度波動(dòng)為±2%，手動(dòng)為±5%。

 

控制系統(tǒng)由硬件、軟件和配套儀器組成，整套設(shè)備由工控計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制，各種參 數(shù)完全在線顯示，按照預(yù)設(shè)程序自動(dòng)進(jìn)行配液，具有操作簡單、配制方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、 穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。該系統(tǒng)大大提高工作效率，提高配液精度，方便信息管理，實(shí)現(xiàn)工業(yè) 自動(dòng)化?？梢愿鶕?jù)用戶輸入的資料自動(dòng)計(jì)算基液和添加劑的配比濃度，直接輸出?，實(shí)現(xiàn) 對管線的流量、罐體里液體和固體的存量等信息的自動(dòng)采集和顯示；實(shí)現(xiàn)對閥門、水泵、 給料器等設(shè)備的自動(dòng)控制；實(shí)現(xiàn)對整套設(shè)備自動(dòng)監(jiān)控，對異常情況進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警；對整 個(gè)生產(chǎn)情況和工作進(jìn)度進(jìn)行自動(dòng)記錄，存儲和打印。

 

八、發(fā)展植物膠及相關(guān)設(shè)備未來發(fā)展方向，第一，瓜爾膠是以高粘度、低水不溶物為發(fā)展方 向；第二，瓜爾膠改性粉是以復(fù)合改性為發(fā)展方向，滿足酸堿兩性交聯(lián)，目前印度、歐 美和中國的生產(chǎn)廠家正在為此而努力；第三，相關(guān)設(shè)備是以實(shí)用、高效、快速、自動(dòng)化 的配液設(shè)備為發(fā)展方向。以上高端產(chǎn)品，正是石油服務(wù)市場所迫切需要的。

 

同時(shí)在這里呼吁國家和行業(yè)內(nèi)有識之士，在上世紀(jì)70年代到80年代種植栽培瓜爾 豆的基礎(chǔ)上，重新開展這項(xiàng)工作，建議在與印度、巴基斯坦最為相近的新疆地區(qū)，使瓜 爾豆這種工業(yè)王牌膠能真正成為國產(chǎn)膠，擺脫原料受制于人的困境，為可持續(xù)性發(fā)展創(chuàng) 造良好的條件。