[發明專利]一種酸性條件下快速分散增粘的壓裂增稠劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201410345598.8
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104087283A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 鄧明宇;何建平;彭樹華;崔俊杰;吳志明;尹恒;朱明山;鞏沛鑫;陳衛平;籍淑賢;蔣杰;陸輝;肖青香
• 申請（專利權）人: 昆山京昆油田化學科技開發公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08B37/00
• 代理公司: 北京康盛知識產權代理有限公司 11331
• 代理人: 張良

本發明公開了一種酸性條件下快速分散增粘的壓裂增稠劑及其制備方法，其特征在于：所述增稠劑是由瓜爾膠在堿性條件下進行三步醚化反應得到，分別是氯烷基醇、環氧烷烴和陰離子醚化改性反應處理，之后用酸中和，醇水洗滌，固液分離，碾壓粉碎，干燥。本發明提供了快速分散和增粘，而且具有較強增稠能力、耐溫、抗剪切能力的瓜爾膠壓裂增稠劑，該增稠劑在酸性條件下，3分鐘達到最終粘度的90％以上，即配即用，滿足了現場連續混配的要求，大大節省了液體成本的同時，提高了生產效率。

技術領域

本發明涉及一種改性瓜爾膠增稠劑，具體地涉及一種能夠在酸性和中性溶液中快速分散和增粘的改性瓜爾膠增稠劑，更具體的，本發明涉及一種可用于堿敏性地層的壓裂改造作業的壓裂增稠劑，能夠在低溫條件下，3分鐘內達到最終粘度的90％以上，能夠滿足現場連續混配的要求，以及所述的增稠劑的制備方法。

背景技術

水力壓裂是致密油氣藏油氣產量的主要增產技術手段，壓裂液作為造縫和攜帶支撐劑的介質，是壓裂工藝的重要組成部分，壓裂液發展方向體現三個特點：低濃度、低成本和低傷害。目前應用的主要是水基壓裂液，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。目前使用的增稠劑主要是瓜爾膠及其衍生物。近年來出現的羥丙基瓜爾膠、羥乙基瓜爾或者低聚醚化的羥烷基瓜爾膠盡管有很好的耐鹽性，但是不能在酸性條件下有效交聯形成凍膠，而且常規形成的凍膠耐高溫能力有限，使用溫度在120℃以上時，需要瓜爾膠的濃度很大，殘渣含量較高，制成的壓裂液作業后，對地層滲透率、填砂裂縫的導流能力等均有傷害，阻礙油氣的暢通流出，影響生產效率；羧甲基瓜爾膠、羥烷基陽離子瓜爾膠和羧甲基羥丙基瓜爾膠等離子化瓜爾膠在油氣田壓裂都有不同程度的應用，特別是羧甲基瓜爾膠和羧甲基羥丙基瓜爾膠有著很好的耐溫耐剪切能力，可耐180℃，甚至更高的溫度，而且與鈦鋯等金屬交聯劑能在酸性條件形成很好的凍膠，但是在酸性條件下，羧酸甲基和磺酸基沒有象羧酸鹽甲基和磺酸鹽在瓜爾膠分子鏈上產生的很強的離子間排斥作用，分子鏈間的間隙不夠使得水分子在分子鏈間的滲入速度不夠快，從而影響了其水化速度，同時流變性能會受鹽的影響。眾所周知，連續混配可以提高壓裂施工效率，消除壓裂液浪費，減小環境污染，目前作為大型水平井以及工廠化作業的重要的配液技術。羧甲基瓜爾膠和羧甲基羥丙基瓜爾膠因為配制時速溶性能不理想，容易起魚眼而影響施工質量，很難達到連續混配施工的要求。

綜上所述，針對堿敏性地層，缺乏一種酸性條件下能快速分散快速增粘而且具有較強增粘能力及耐高溫(120℃以上)、抗鹽、抗剪切性以及低殘渣量的瓜爾膠壓裂增稠劑。因此，本領域迫切需要開發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來實現現場大規模配液條件下的快速連續混配作業。

發明內容

本發明的第一目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種能在低溫條件下速溶，特別是在酸性條件下速溶，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，該增稠劑是在得到低聚羥烷基醚化瓜爾膠的基礎上，再在低聚羥烷基醚化的末端羥基上接上耐高溫的陰離子基團，在瓜爾膠分子鏈上形成了很長的改性支鏈，增加了分子鏈間的間隙，有效提高了水化速度，并能夠滿足堿敏性油氣儲層開發現場大規模配液條件下的快速連續混配作業。該增稠劑的水不溶物低于2.5％，殘渣含量低于80mg/L，工作溫度從常溫到200℃，具有耐高溫、抗鹽、低殘渣等優點。

本發明的第二目的在于獲得一種獲得所述壓裂增稠劑的方法。

本發明的第三目的在于獲得含有所述增稠劑的壓裂液。

本發明的第四目的在于獲得所述壓裂增稠劑的用途。

在本發明的第一方面，提供了一種壓裂液增稠劑，所述壓裂液增稠劑由瓜爾膠在堿性條件下進行三次醚化改性得到。

在本發明的一個具體實施方式中，所述三次醚化改性包括：

單種或多種氯烷基醇醚化；

單種或多種環氧烷烴醚化；