[發明專利]一種醚化改性的海藻膠及其制備方法和含有該海藻膠的水基凍膠壓裂液及其應用

在審

• 申請號: 201410452617.7
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN105384845A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 林蔚然;黃鳳興;伊卓;劉希;張文龍;祝綸宇;杜超;方昭
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08B37/04
• 分類號: C08B37/04;C08B37/00;C08B37/12;C09K8/68
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

技術領域

本發明涉及一種醚化改性的海藻膠，以及該醚化改性的海藻膠的制備方法，以及含有作為增稠劑的該海藻膠的水基凍膠壓裂液及該壓裂液在石油開采中的應用。

背景技術

自上世紀中葉以來，水力壓裂技術一直是國內外油氣開發的主要增產技術。進入新世紀，世界能源開發的開發熱點向非常規油氣資源轉移。水力壓裂技術作為致密砂巖油氣、煤層氣、頁巖油氣等非常規資源開發的關鍵技術，受到高度重視。低傷害、低成本的壓裂液體系作為保障壓裂施工成功和提高增產效益的關鍵環節而倍受重視。水基壓裂液主要由聚合物增稠劑、交聯劑、破膠劑、pH值調節劑、殺菌劑、粘土穩定劑及助排劑等組成。其中增稠劑是壓裂液的基本添加劑，其作用是提高水的粘度，降低液體濾失，懸浮與攜帶支撐劑，因此，增稠劑的水不溶物含量、增粘能力、耐溫、抗鹽和抗剪切性等性能成為改善壓裂液的研究重點。

瓜膠及其羥丙基化或羧甲基化的衍生物是水基壓裂液系統最主要的增稠劑。但由于種植區域有限和近期非常規油氣藏開發的快速發展導致需求量的持續增大，瓜膠價格飛漲。除瓜膠及衍生物外，國內常用的植物膠還有香豆膠、田菁膠、皂仁膠及其衍生物。香豆膠是上世紀六七十年代壓裂用主要增稠劑，技術比較成熟，具備大規?，F場應用的條件，但近十幾年沒有在壓裂上應用，若要大規模用于油田壓裂，同樣存在來源有限、價格難以控制的問題。

目前，世界上用途最廣泛的三大海藻膠包括卡拉膠、海藻酸鈉和瓊脂，海藻膠來源于海藻中的提取物。與其他植物膠相比，海藻膠的生產受到地理環境、氣候、自然災害等因素的影響較小，產量及質量都很穩定，性價比較高，而且安全、無毒且具有獨特的理化性質，廣泛的應用于很多領域。然而，天然海藻膠作為壓裂液增稠劑時，其增粘性能差和水不溶物含量較多，剪切性較差，不易交聯，破膠困難。

綜上所述，本領域缺乏一種速溶、具有較強增粘能力、環境友好、生產成本低、來源穩定、產品質量穩定、性能易于調控的壓裂液增稠劑。

發明內容

本發明的目的在于克服現有壓裂液增稠劑水不溶物含量高和增粘性能差等缺陷，提供了一種水中溶解能力較強和增粘性能較強的醚化改性的海藻膠及其制備方法，以及含有該醚化改性的海藻膠的水基凍膠壓裂液和該壓裂液在石油開采中的應用。

為了實現上述目的，本發明提供一種醚化改性的海藻膠，該醚化改性的海藻膠為通過將海藻膠進行醚化改性而得到的海藻膠，其中，所述醚化改性為非離子醚化。

本發明的另一個目的在于提供一種醚化改性的海藻膠的制備方法，該方法包括：將海藻膠進行醚化改性，其中，所述醚化改性為非離子醚化。

本發明的又一個目的在于提供一種水基凍膠壓裂液，該壓裂液含有上述醚化改性的海藻膠。

本發明的又一個目的在于提供所述水基凍膠壓裂液在石油開采中的應用。

本發明所述的醚化改性的海藻膠是將海藻膠進行非離子醚化改性而得，所述海藻膠連接上了能夠增強水溶性和粘附性能的基團。因此，通過本發明所述的制備方法，能夠得到水溶性較好和增粘性能較強的海藻膠類似物，可以作為增稠劑用以改善水基壓裂液的整體性能，其中，含有該醚化改性的海藻膠的水基凍膠壓裂液具有粘度高、摩擦阻力小、耐熱性高等優點，用于石油開采可攜支撐劑能力強，同時破膠返排后殘渣量少，提高了所開采的原油的質量。

本發明的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式

以下對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。

本發明提供了一種醚化改性的海藻膠，該醚化改性的海藻膠為通過將海藻膠進行醚化改性而得到的海藻膠，其中，所述醚化改性為非離子醚化。

根據本發明的醚化改性的海藻膠，所述海藻膠可以為本領域常規的海藻膠。優選情況下，所述海藻膠可以為卡拉膠、瓊脂、海藻酸、海藻鹽、海藻酸丙二醇酯、紅藻膠和褐藻鹽藻聚糖中的一種或多種，更優選為卡拉膠和瓊脂中的一種或多種，更進一步優選為卡拉膠。

根據本發明的醚化改性的海藻膠，所述醚化改性的海藻膠是將海藻膠與非離子醚化劑發生醚化反應而得，所述醚化反應可以是所述非離子醚化劑與海藻膠結構中的任意一個羥基的反應，優選情況下，所述非離子醚化劑與海藻膠主鏈上的葡萄糖的6位碳原子的伯羥基發生醚化反應。上述醚化反應使得該海藻膠連接上能夠改善海藻膠作為增稠劑使用時的性能的非離子醚化基團。所述非離子醚化基團的醚化取代度是由平均每個海藻膠主鏈的重復單元中被取代的羥基數所決定，優選情況下，所述醚化取代度為0.01-1.5，更優選為0.15-0.55。