專(zhuān)利名稱(chēng)：磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠及其制備方法和應(yīng)用，所述的應(yīng)用具體是指其用于制備壓裂液。
背景技術(shù)：
植物膠壓裂液體系聚合物增稠劑主要包括瓜爾膠、香豆膠、纖維素及其化學(xué)改性產(chǎn)品(如羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠等)，由于瓜膠粘度高、價(jià)格便宜、現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單、摩阻低而大面積應(yīng)用，但由于原粉殘?jiān)扛?，達(dá)到19% 28%，這類(lèi)壓裂液的破膠殘?jiān)皻堄喔叻肿幽懿煌潭鹊囟氯蝿┧纬傻膶?dǎo)流通道，降低油氣井改造的效果。砂巖儲(chǔ)層一般為陰離子體系，開(kāi)發(fā)的陰離子植物膠和儲(chǔ)層有良好的配伍性、較好的水溶性能，增稠能力強(qiáng)，可以在低濃度下使用，水不溶物低，熱穩(wěn)定性好，而且抗生物降解。為了達(dá)到一劑多用的目的，對(duì)瓜爾膠中產(chǎn)生不溶物和破膠殘?jiān)闹饕镔|(zhì)蛋白質(zhì)和纖維素實(shí)現(xiàn)化學(xué)水解與接枝，使其轉(zhuǎn)化為更易化學(xué)和生物降解、含有親水性磺酸鹽的新物質(zhì)，在羧甲基瓜膠結(jié)構(gòu)中引入長(zhǎng)鏈有機(jī)磺酸鹽，可以起到助排劑作用，同時(shí)結(jié)合植物膠的成本因素，將羧甲基羥丙基瓜爾膠進(jìn)行磺化制備植物膠是具有多功能性的有效辦法，經(jīng)過(guò)改性后的增稠劑所形成的壓裂液在破膠后產(chǎn)生較少的殘?jiān)透叻肿託埩?，與交聯(lián)劑所形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更易氧化降解，囚此它對(duì)儲(chǔ)層和裂縫導(dǎo)流能力的傷害較低。同時(shí)，通過(guò)改性后的產(chǎn)品含有親水性可降解生物表面活性劑，具有破乳、低表界面張力的特性，囚而所形成的壓裂液不需添加破乳劑和助排劑，可以節(jié)省化學(xué)劑的用量
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠，所述的瓜爾膠稠化效率高、表界面張力低、破膠容易、利于返排。本發(fā)明的另一目的在于提供所述磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠的制備方法。本發(fā)明的第三目的在于提供所述磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠在制備壓裂液中的應(yīng)本發(fā)明的第四目的在于提供所述磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠制備的壓裂液。為達(dá)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠，其結(jié)構(gòu)式如下所示:
權(quán)利要求
1.一種磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下所示:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠，其特征在于，該磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠的分子量為160 200萬(wàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠，其特征在于，其中磺酸基取代度為0.01 0.2，羧甲基取代度為0.12 0.25，羥丙基取代度0.15 0.4。
4.權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)將羧甲基羥丙基瓜爾膠加入反應(yīng)容器，加入醇的水溶液，攪拌溶解；優(yōu)選所述醇為乙醇或異丙醇； (2)氮?dú)夥諊?，滴加氫氧化鈉水溶液，優(yōu)選滴加0.5h，攪拌升溫到65 80°C，優(yōu)選升溫到70°C，滴加磺化劑，優(yōu)選滴加0.5 2h，反應(yīng)3 10小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)3小時(shí)； (3)然后降溫至30 40°C，用酸調(diào)至溶液pH= 7，過(guò)濾，收集固體干燥，得到淡黃色粉末，即為所述磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述醇的水溶液的濃度為質(zhì)量百分比50% 80%，重量用量為羧甲基羥丙基瓜爾膠重量的5 8倍；所述氫氧化鈉水溶液濃度為10% 30%，優(yōu)選為15%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述磺化劑為乙烯基磺酸或3-氯-2-羥基丙橫酸納。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:所述磺化劑為乙烯基磺酸時(shí)，乙烯基磺酸:羧甲基羥丙基瓜爾膠=NaOH的質(zhì)量比為(2-45): 200: (1.5-35); 所述磺化劑為3-氯-2-羥基丙磺酸鈉時(shí)，3-氯-2-羥基丙磺酸鈉:羧甲基羥丙基瓜爾膠:NaOH 的質(zhì)量比為(4-80): 200: (1.5-35)。
8.權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠在制備壓裂液中的應(yīng)用。
9.一種壓裂液，其特征在于，該壓裂液中包含權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓裂液，其特征在于，所述的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠在壓裂液中的濃度為質(zhì)量百分比0.
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠及其制備方法和應(yīng)用，所述磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠結(jié)構(gòu)式如下所示其中，R＝H，n＝0，1，2或3；或R＝OH，n＝0～6。其制備方法包括如下步驟將羧甲基羥丙基瓜爾膠加入反應(yīng)容器，加入醇的水溶液；在氮?dú)夥諊?，滴加氫氧化鈉水溶液，攪拌升溫到65～80℃，滴加磺化劑，反應(yīng)3～10小時(shí)；然后用酸調(diào)溶液的pH＝7，過(guò)濾，收集固體干燥，得到淡黃色粉末，即為所述磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠。所得到的磺酸改性羧甲基羥丙基瓜爾膠稠化效率高、表界面張力低、破膠容易、利于返排。
文檔編號(hào)C08B37/00GK103113486SQ20131005224
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者管保山, 彭樹(shù)華, 趙文, 丁云宏, 何建平, 周曉群, 鄧明宇, 梁利, 陳衛(wèi)平, 盧擁軍, 劉萍, 呂海燕, 邱曉慧 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司