[發明專利]油氣井壓裂液用的改性黃原膠的制備方法

有效

• 申請號: 201910348410.8
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110041444B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 劉亞東;孫曉東;孫兆旭;王良超;陳琰
• 申請（專利權）人: 北京大德廣源石油技術服務有限公司
• 主分類號: C08B37/00
• 分類號: C08B37/00;C09K8/68;C09K8/90
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 史霞

本發明公開了一種油氣井壓裂液用的改性黃原膠的制備方法，其包括以下步驟：步驟一、稱取黃原膠粉末制備預處理后的黃原膠；步驟二、利用預處理后的黃原膠制備黃原膠懸濁液；步驟三、稱取無水草酸和陽離子交換樹脂制備酸溶液；步驟四、利用酸溶液與黃原膠懸濁液進行酯化反應，得到酯化黃原膠；步驟五、利用步驟四得到的酯化黃原膠制備改性黃原膠。本發明通過簡單的酯化反應以及酯的水解反應，制得在完整保留黃原膠增粘、耐溫、抗鹽和抗老化等性能的基礎上，黃原膠均勻分散于水溶液中的改性黃原膠，可直接應用于油氣井壓裂液中，無需進行額外的預處理，提高黃原膠在壓裂液中的利用率。

技術領域

本發明涉及油氣田化學品開發技術領域。更具體地說，本發明涉及一種油氣井壓裂液用的改性黃原膠的制備方法。

背景技術

黃原膠，是原淀粉在甘藍腐黃單胞菌作用下，生成的一種酸性胞外雜多糖，屬于陰離子高分子聚合物。黃原膠的相對分子質量為2×10⁶～1.2×10⁷，黃原膠原粉由五糖單位重復構成，由以β-1，4糖苷鍵相連的葡萄糖構成，三個相連的單糖組成其側鏈：甘露糖→葡萄糖→甘露糖。與主鏈相連的甘露糖通常由乙酰基修飾，側鏈末端的甘露糖與丙酮酸發生縮醛反應從而被修飾，而中間的葡萄糖則被氧化為葡萄糖醛酸。黃原膠分子間靠氫鍵作用而形成規則的螺旋二級結構，雙螺旋結構之間依靠微弱的作用力而形成網狀立體結構，形成三級結構，黃原膠三級結構的形成，導致分子內的親水基團都形成了分子內和分子間氫鍵。

黃原膠的螺旋結構以及其內部大量氫鍵的存在導致黃原膠粉末在水中溶解過程中極易產生“魚眼”現象，降低黃原膠的利用率，進而使得黃原膠應用于油氣開采的壓裂液受到了極大的限制，許多研究人員期望運用物理方法(加快攪拌速度、或提高攪拌力度、或延長攪拌時間)來改變黃原膠在水中的溶解性能，但效果并非十分明顯，現有技術中部分研究人員試圖通過對黃原膠進行改性以達到提高黃原膠在水中的溶解性能，現有的改性黃原膠制備工藝較復雜，對環境污染較重，且由于是將黃原膠與改性物質直接混合，導致黃原膠的利用率較低，同時改性得到的黃原膠的增粘、耐溫、抗鹽和抗老化性能不同程度的受到影響，最終導致黃原膠品質低下。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種油氣井壓裂液用的改性黃原膠的制備方法，其通過黃原膠懸濁液與無水草酸在陽離子交換樹脂的催化作用下，發生酯化反應，制得黃原膠的酯化物，隨后進行酯的水解，得到了黃原膠均勻分散、完全溶解于水中的黃原膠水溶液，然后在黃原膠水溶液中加入環糊精，最終得到改性黃原膠，環糊精能夠提高黃原膠水溶液中黃原膠的穩定性，且能夠增加黃原膠水溶液的增稠性能；本發明通過簡單的酯化反應以及酯的水解反應，不降低黃原膠增粘、耐溫、抗鹽和抗老化等性能的同時，提高黃原膠的分散性，加快黃原膠與壓裂液其他配料的混合速度，降低黃原膠的使用損耗；本發明制得改性黃原膠為均質液體可直接應用于油氣井壓裂液中，無需進行額外的預處理，簡化工藝，降低壓裂液的制造成本。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種油氣井壓裂液用的改性黃原膠的制備方法，其包括以下步驟：

步驟一、稱取1～2重量份的黃原膠粉末，置于25～50℃條件下真空干燥18-32h，將干燥后的黃原膠用電子輻照處理20～30min，得預處理后的黃原膠；

步驟二、稱取20～30重量份的二甲基亞砜，將二甲基亞砜加熱至50～60℃，并在磁力攪拌下向其中加入步驟一得到的預處理后的黃原膠，加入速度為10g/5min，預處理后的黃原膠完全加入后，繼續攪拌14～22h后得黃原膠懸濁液；

步驟三、稱取0.03～0.05重量份的無水草酸和0.01～0.02重量份的陽離子交換樹脂溶解于5～8重量份的二甲基亞砜中，充分攪拌20～30min得酸溶液；