[發明專利]一種非交聯植物膠壓裂液及其制備方法

在審

• 申請號: 201811220640.8
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109207139A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 原玉紅
• 申請（專利權）人: 河南國中銘泰化工科技有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C08B37/00
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 白桂林;馬林中

本發明屬于壓裂液稠化劑技術領域，具體涉及一種非交聯植物膠壓裂液及其制備方法。針對現有技術中，交聯型瓜膠作為壓裂液稠化劑包含不溶殘渣并使用重金屬作為交聯劑的問題，本發明的技術方案包括改性瓜膠，所述改性瓜膠的改性方式為在瓜膠分子鏈上增加改性基團，所述改性基團為3?羥基丙酮基、1?羥基丙酮基、1，3?羥基丙酮基或羥基乙醛基中的一種或多種。此外，本發明中還包含對上述改性瓜膠進行改性的方法。本發明適用于油氣井的壓裂。

技術領域

本發明屬于壓裂液稠化劑技術領域，具體涉及一種非交聯植物膠壓裂液及其制備方法。

背景技術

壓裂液的主要作用是：造縫和攜砂。壓裂液與地層巖石和油藏流體要配伍并且對支撐劑滲透率傷害最小。其主要功能是造縫并沿張開的裂縫輸送支撐劑，因此液體的粘性至關重要。成功的壓裂作業要求液體除在裂縫中具有較高的粘度外，還要能夠迅速破膠；作業后能夠迅速返排；能夠很好地控制液體濾失；泵送期間摩阻較低；同時還要經濟可行。由于水基液具有價廉、性良且易于控制等特點，已成為應用最為廣泛的壓裂液。用于稠化壓裂液的聚合物之一是瓜膠。瓜膠聚合物具有很強的親水性，把瓜膠粉加入水中，瓜膠的微粒將溶脹并與水化合，即瓜膠聚合物分子與許多水分子締合，在溶液中展開并延伸。從而增加了溶液的粘度。

瓜膠及其改性品作為壓裂液稠化劑在壓裂增產技術中已非常完善與成熟。但作為增產改造措施，作業中由其引入的不溶殘渣(包括本身殘渣及交聯破膠后不溶物)往往對投資極大的作業造成致命的風險。

且目前環保要求愈來愈高。但是瓜膠交聯劑往往采用硼、鋯、鈦等重金屬來增加交聯的強度，從而為后續的環保處理增加了難度和風險。

發明內容

針對現有技術中，交聯型瓜膠作為壓裂液稠化劑包含不溶殘渣并使用重金屬作為交聯劑的問題，本發明提供一種非交聯植物膠壓裂液及其制備方法，其目的在于：對瓜膠進行改性，使其即具有較高的粘度，以滿足作為壓裂液增稠劑的要求，同時又減少破膠后的固體殘渣，且不包含重金屬成分。

本發明采用的技術方案如下：

一種非交聯植物膠壓裂液，包括改性瓜膠，所述改性瓜膠的改性方式為在瓜膠分子鏈上增加改性基團，所述改性基團為3-羥基丙酮基、1-羥基丙酮基、1，3-羥基丙酮基或羥基乙醛基中的一種或多種。

優選的，改性瓜膠分子鏈上的改性基團的數量與改性前瓜膠分子鏈上的羥基的數量的比例為1：5-1：1。

本發明還提供上述非交聯植物膠壓裂液的制備方法，在配制壓裂液前，對瓜膠進行改性處理，所述改性處理包括如下步驟：

[1]將瓜膠配制成水溶液，加入催化劑，并通入氧氣，發生氧化反應，使得瓜膠分子鏈上的部分羥基轉化為酮基；

[2]將經過步驟[1]反應的溶液過濾，去除催化劑；然后向溶液中加入改性劑和堿催化劑，加熱反應；所述改性劑為1-羥基丙酮、1，3-羥基丙酮或羥基乙醇中的一種或多種；

[3]對經過步驟[2]反應的溶液進行干燥、粉碎，即得到用于配制壓裂液的粉末狀改性瓜膠。

優選的，步驟[1]中所述催化劑為Cu、Ag、Pd、MnO₂或TiO₂中的一種。

優選的，步驟[1]中所述加熱過程的溫度控制在70-90℃。

優選的，步驟[2]中所述堿催化劑為堿金屬或堿土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸氫鹽、碳酸鹽或羧酸鹽中的一種。

優選的，步驟[2]中所述加熱過程的溫度控制在60-90℃。