植物胶在油田中的应用

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1、植物胶在油田中的应用前言油田化学品是解决油田钻井、完井、采油、注水、提高采收率所使用的药剂。与国外相比，我国石油工业起步较晚，油田化学品在40～50年代仅在少数油田使用。近代油田化学品的研究、开发和应用起步于70年代初，这期间最有代表意义的交联技术首先在压裂施工中应用，如70年代初的田菁粉、CMC冻胶压裂液等相继在大庆、胜利、长庆、中原等油田大面积推广应用，进入90年代，羟丙基瓜胶冻胶压裂液在压裂等采油作业中大面积应用。植物胶的主要成份为半乳甘露聚糖，主要来源于豆科植物的种子，目前在工业中可作为半乳甘露聚糖胶来源的植物包括田菁豆、瓜尔豆、香豆等。依据油田主要生产工艺，我国工

2、业上常用的半乳甘露聚糖胶有三种，即瓜尔胶、田菁胶和香豆胶。均具有良好的水溶性和增稠性。本文主要介绍瓜尔胶在油田中的应用情况，这是因为田菁胶和香豆胶已经退出油田市场，而且目前没有专门公司从事培育和种植田菁豆的工作，农民在有市场需求的情况下，才会在盐碱地上适量种植，种子逐年退化，完全处于放任自流的状态。一、原料瓜尔胶由瓜尔豆种子的胚乳经干燥，磨粉而得。瓜尔（Guar）是一种生长在印度、巴基斯坦等地的一年生草本植物。全球每年瓜尔胶消耗量约150-160万吨，欧美、中国的大型瓜尔胶生产厂家通常在印度建有合资工厂，或者寻找到合作伙伴，保证原料质量稳定。印度具有原料好、技术高的优势，能

3、够供应特殊工业级原粉，粘度高，水不溶物低，适合进行化学改性，供给石油、造纸、涂料等高端行业使用。巴基斯坦原料不适合进行化学改性，只适合食品、建筑、选矿、冶金等普通行业直接使用原粉。瓜尔豆是农产品，价格波动较大，每吨价格在7000-18000元，平均每10-12年构成一个轮回。印度与巴基斯坦相比，巴基斯坦与中国关系亲密，关税更加优惠。二、生产瓜尔胶的提取技术于1953年在美国被商业化，约十年后在印度被广泛使用。目前印度的年产量占世界总产量的80%，巴基斯坦占15%，其它占5%。欧美著名的生产厂家包括：Ashland，Rhodia，IPI等，他们通常从印度购进高质量的瓜尔胶原粉

4、，生产表面处理原粉和化学改性粉，包括羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、阳离子瓜尔胶。上述各家的产品，由于售价高达50-120元/公斤，所以在国内市场占有率很少。中国的生产厂家包括：中石油物资昆山公司，北京矿冶研究总院，以及各个油田的三产企业和为数众多的民企。昆山公司和北京矿冶研究总院同为国企，前者为中石油下属公司，后者为国资委直属企业，年产销量均为万吨瓜尔胶原粉和改性粉，形成了较好的竞争和合作关系。技术路线：瓜尔胶原粉生产工艺，中国和印度、巴基斯坦基本相同，都采用水合-增粘-粉碎-筛分-均质的工艺流程，但是印度和巴基斯坦技术和设备更为成熟，规模更大，成本更低。化学改性粉生产

5、工艺，印度、巴基斯坦基本不生产，中国和欧美基本相同。目前分为湿法和半干法两种工艺，湿法以原粉为原料，乙醇为分散剂；半干法以胚乳片为原料，水为分散剂。三、技术指标国内外石油行业瓜尔胶技术指标国家品种粘度mPa.s0.6%,fann-35,100rpm,干基水不溶物%中国瓜尔胶GG≥140≤16羟丙基瓜尔胶HPG≥105≤8羧甲基羟丙基瓜尔胶CMHPG≥130≤4超级瓜尔胶SHPG≥130≤3欧美瓜尔胶GG≥140≤14羟丙基瓜尔胶HPG≥130≤6羧甲基羟丙基瓜尔胶CMHPG≥130≤4通过上表的比较可以看出，中国和欧美的瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶的指标接近，但是中国油田使用

6、量最大的稠化剂，羟丙基瓜尔胶，其粘度指标与欧美有较大的差距。这不是技术上的原因，而是油田采购价格的原因。瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶，国内多数生产植物胶厂家都能够生产，但是羧甲基羟丙基瓜尔胶和超级瓜尔胶，目前只有昆山公司、北京矿冶研究总院等极少数厂家能够生产。四、用量全球瓜尔胶每年用量150-160万吨左右，其中石油行业用量占1/4-1/3左右。主要市场包括北美、东南亚、俄罗斯、中东、中国等。中国国内瓜尔胶每年用量4-5万吨左右，其中石油行业用量占1/4-1/3，约1-1.5万吨，也是最大的行业市场。中国石油天然气行业标准在2008年上半年开始执行，各油田主要使用羟丙基瓜尔胶，其中

7、一级粉由于价格太高，处于有价无市的局面，各油田普遍采购二级粉，目的是控制成本。大庆油田和延长油矿使用企标，也是出于这个考虑。中国各油田瓜尔胶用量和等级油田用量吨/年品种说明大庆2000-2500羟丙基瓜尔胶少量羧甲基羟丙基瓜尔胶少量瓜尔胶企标吉林1800-2000羟丙基瓜尔胶二级粉长庆1500-2000羟丙基瓜尔胶二级粉新疆1000-1200羟丙基瓜尔胶少量羧甲基羟丙基瓜尔胶二级粉辽河800-1000羟丙基瓜尔胶二级粉四川500-800羟丙基瓜尔胶少量羧甲基羟丙基瓜尔胶一级粉其它1500-2000羟丙基瓜尔胶二级粉