專利名稱：壓裂液增稠劑及其含所述增稠劑的壓裂液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種增稠劑，具體地涉及一種壓裂液增稠劑及其含所述增稠劑的壓裂液。更具體的，本發(fā)明涉及用于低滲透油氣層的低殘渣、速溶壓裂液增稠劑，尤其是破膠殘渣低于80mg/L，能夠在30分鐘內(nèi)快速分散和溶解的多糖增稠劑，以及所述的增稠劑的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，水力壓裂是用于提高低滲透率油氣層生產(chǎn)能力的技術(shù)措施。壓裂時所用的壓裂液必須具有高的粘度、高的抗剪切能力、高強的攜沙性能和破膠低殘渣的環(huán)保性等特點。高的粘度以便其造縫，使裂縫達(dá)到所需寬度和深度。其中，增稠劑是水基壓裂液的主劑，用以提高壓裂液的粘度，降濾失，懸浮和攜帶支撐劑。
目前大多數(shù)壓裂液是屬水基天然植物膠及其衍生物，如瓜爾膠、香豆膠、纖維素衍生物等。水基壓裂液體系的最大問題是傷害水敏性地層，這是由于殘渣、未破膠和濾餅等造成的導(dǎo)流能力的損失。近年來出現(xiàn)的羥丙基瓜爾膠、羥乙基瓜爾膠以及羧甲基瓜爾膠和羥烷基陽離子瓜爾膠如羥丙基三甲基氯化銨以及羥丙基瓜爾膠在油田壓裂都有不同程度的應(yīng)用，特別是羥丙基瓜爾膠。相對來講，這些植物膠壓裂液的殘渣含量較高，制成的壓裂液作業(yè)后，對地層滲透率、填砂裂縫的導(dǎo)流能力等均有傷害，阻礙油氣的暢通流出，影響生產(chǎn)效率；不僅如此，這些膠粉在溶解時速溶性能較差，容易起魚眼而影響施工質(zhì)量。所以開發(fā)速溶而且具有較強增粘能力及耐溫、抗鹽、抗剪切性以及低殘渣量的植物膠壓裂增稠劑是壓裂液領(lǐng)域研究的重點和難點。
綜上所述，本領(lǐng)域缺乏一種速溶而且具有較強增粘能力及耐溫、抗鹽、抗剪切性以及低殘渣量的植物膠壓裂增稠劑。因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)速溶而且具有較強增粘能力及耐溫、抗鹽、抗剪切性以及低殘渣量的植物膠壓裂增稠劑及其含有所述增稠劑的壓裂液。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于獲得一種開發(fā)速溶而且具有較強增粘能力及耐溫、抗鹽、抗剪切性以及低殘渣量的植物膠壓裂增稠劑。
本發(fā)明的第二目的在于獲得一種獲得所述壓裂增稠劑的方法。
本發(fā)明的第三目的在于獲得含有所述增稠劑的壓裂液。
本發(fā)明的第四目的在于獲得所述壓裂增稠劑的用途。
在本發(fā)明的第一方面，提供了一種壓裂液增稠劑，所述壓裂液增稠劑由半乳甘露聚糖類化合物在堿性條件下進(jìn)行離子醚化改性得到；所述離子醚化取代度在0. 01-0. 45之間。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述離子醚化改性包括
單種或多種陰離子醚化改性；
陰離子醚化改性以及陽離子醚化改性。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述半乳甘露聚糖類化合物包括取代或非取代的瓜爾膠、香豆膠、田菁膠、刺槐豆膠或其組合；優(yōu)選羥烷基瓜爾膠。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述壓裂液增稠劑由羥烷基瓜爾膠在堿性條件下進(jìn)行陰離子醚化改性得到，所述壓裂液增稠劑具有如下結(jié)構(gòu)式(I)
式(I)中，R1獨立選自Cl C6的羥烷基，羥烷基取代度范圍在0. 1-0. 5 ；特別是 0. 15-0. 4 ；
Nu為陰離子醚化基所述離子醚化基選自羧甲基或磺酸基，其中磺酸基優(yōu)選為磺乙基或2-羥基磺丙基，且離子醚化取代度范圍在0. 1-0. 45，特別是0. 15-0.3。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述壓裂液增稠劑由羥烷基瓜爾膠在堿性條件下由多種陰離子醚化改性得到，所述壓裂液增稠劑具有如下結(jié)構(gòu)式(II)
Guar(OR1) (Nu' )(II)
所述式(II)中，Guar的結(jié)構(gòu)式為同式(I)
式(II)中，R1獨立選自Cl C6的羥烷基，取代度范圍在0.1-0. 5;特別是 0. 15-0. 4 ；
Nu'為多種陰離子醚化基，所述多種陰離子醚化基包括羧甲基和磺酸基，其中磺酸基優(yōu)選為磺乙基或2-羥基磺丙基，羧甲基的取代度范圍在0. 05-0. 25，磺酸基的取代度范圍在 0. 01-0. 20，特別是 0. 01-0. 15。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，所述壓裂液增稠劑由羥烷基瓜爾膠在堿性條件下相繼進(jìn)行陰離子醚化改性和陽離子醚化改性得到，所述壓裂液增稠劑具有如下結(jié)構(gòu)式 (III)
Guar (OR1) (Nu) (L)(III)
所述式(III)中，Guar的結(jié)構(gòu)式為同式(I)
式(III)中，R1獨立選自Cl C6的羥烷基，取代度范圍在0.1-0. 5;特別是 0. 15-0. 4 ；
Nu為陰離子醚化基，優(yōu)選羧甲基，且陰離子醚化取代度范圍在0. 05-0. 25 ；
L為陽離子醚化劑；取代度范圍在0. 01-0. 35。
在本發(fā)明的一個具體實施方式
中，L為(R2) 2N (CH2) n_，其中&選自C1 C2的烷基，
Guar (OR1) (Nu)
所述式(I)中，Guar的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種壓裂液增稠劑，其特征在于，所述壓裂液增稠劑由半乳甘露聚糖類化合物在堿性條件下進(jìn)行離子醚化改性得到；所述離子醚化取代度在0. 01-0. 45之間。
2.如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述離子醚化改性包括 單種或多種陰離子醚化改性；陰離子醚化改性以及陽離子醚化改性。
3.如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述半乳甘露聚糖類化合物包括取代或非取代的瓜爾膠、香豆膠、田菁膠、刺槐豆膠或其組合；優(yōu)選羥烷基瓜爾膠。
4.如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述壓裂液增稠劑由羥烷基瓜爾膠在堿性條件下進(jìn)行陰離子醚化改性得到，所述壓裂液增稠劑具有如下結(jié)構(gòu)式(I)
5.如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述壓裂液增稠劑由羥烷基瓜爾膠在堿性條件下由多種陰離子醚化改性得到，所述壓裂液增稠劑具有如下結(jié)構(gòu)式(II)Guar (OR1) (Nu，) (II)所述式(II)中，Guar的結(jié)構(gòu)式為同式(I)式(II)中，R1獨立選自Cl C6的羥烷基，取代度范圍在0. 1-0.5 ；特別是0. 15-0. 4 ；Nu'為多種陰離子醚化基，所述多種陰離子醚化基包括羧甲基和磺酸基，其中磺酸基優(yōu)選為磺乙基或2-羥基磺丙基，羧甲基的取代度范圍在0. 05-0. 25，磺酸基的取代度范圍在 0. 01-0. 20，特別是 0. 01-0. 15。
6.如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，所述壓裂液增稠劑由羥烷基瓜爾膠在堿性條件下相繼進(jìn)行陰離子醚化改性和陽離子醚化改性得到，所述壓裂液增稠劑具有如下結(jié)構(gòu)式(III)Guar (OR1) (Nu) (L) (III)所述式(III)中，Guar的結(jié)構(gòu)式為同式(I)式(III)中，R1獨立選自Cl C6的羥烷基，取代度范圍在0. 1-0. 5 ；特別是0. 15-0. 4 ；Nu為陰離子醚化基，優(yōu)選羧甲基，且陰離子醚化取代度范圍在0. 05-0. 25 ； L為陽離子醚化劑；取代度范圍在0. 01-0. 35。
7.如權(quán)利要求6所述的壓裂液增稠劑，其特征在于，L為(R2)2N(CH2)n-,其中R2選自C1 C2的烷基，η為1 4，取代度范圍在0. 01-0. 35， 特別是 0.01-0. 15 ；或是L為(R3) 2R4N+ (CH2)nCH(OH) CH2-，其中R3選自C1 C2的烷基，R4選自甲基或十二烷基或十六烷基或十八烷基，η為1 4，取代度范圍在0. 05-0. 25，特別是0. 05-0. 20。
8.—種如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑的制備方法，其特征在于，所述增稠劑是半乳甘露聚糖類化合物與溶劑、堿、離子醚化劑和水按所需的取代度進(jìn)行化學(xué)改性處理。
9.一種含有如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑的壓裂液。
10.一種如權(quán)利要求1所述的壓裂液增稠劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓裂液增稠劑，所述壓裂液增稠劑由半乳甘露聚糖類化合物在堿性條件下進(jìn)行離子醚化改性得到；所述離子醚化取代度在0.01-0.45之間。本發(fā)明還提供含有所述增稠劑的壓裂液。本發(fā)明提供了速溶而且具有較強增粘能力及耐溫、抗鹽、抗剪切性以及低殘渣量的植物膠壓裂增稠劑及其含有所述增稠劑的壓裂液。
文檔編號C08B37/00GK102492048SQ20111038695
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者何俊, 何建平, 葉應(yīng)慶, 吳志明, 周利英, 孫雪蓮, 宋建鋒, 尹恒, 彭樹華, 鄧明宇, 陸輝, 陳衛(wèi)平 申請人:中國石油化學(xué)昆山公司