专利名称：压裂液增稠剂及其含所述增稠剂的压裂液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种增稠剂，具体地涉及一种压裂液增稠剂及其含所述增稠剂的压裂液。更具体的，本发明涉及用于低渗透油气层的低残渣、速溶压裂液增稠剂，尤其是破胶残渣低于80mg/L，能够在30分钟内快速分散和溶解的多糖增稠剂，以及所述的增稠剂的生产方法。
背景技术：
众所周知，水力压裂是用于提高低渗透率油气层生产能力的技术措施。压裂时所用的压裂液必须具有高的粘度、高的抗剪切能力、高强的携沙性能和破胶低残渣的环保性等特点。高的粘度以便其造缝，使裂缝达到所需宽度和深度。其中，增稠剂是水基压裂液的主剂，用以提高压裂液的粘度，降滤失，悬浮和携带支撑剂。
目前大多数压裂液是属水基天然植物胶及其衍生物，如瓜尔胶、香豆胶、纤维素衍生物等。水基压裂液体系的最大问题是伤害水敏性地层，这是由于残渣、未破胶和滤饼等造成的导流能力的损失。近年来出现的羟丙基瓜尔胶、羟乙基瓜尔胶以及羧甲基瓜尔胶和羟烷基阳离子瓜尔胶如羟丙基三甲基氯化铵以及羟丙基瓜尔胶在油田压裂都有不同程度的应用，特别是羟丙基瓜尔胶。相对来讲，这些植物胶压裂液的残渣含量较高，制成的压裂液作业后，对地层渗透率、填砂裂缝的导流能力等均有伤害，阻碍油气的畅通流出，影响生产效率；不仅如此，这些胶粉在溶解时速溶性能较差，容易起鱼眼而影响施工质量。所以开发速溶而且具有较强增粘能力及耐温、抗盐、抗剪切性以及低残渣量的植物胶压裂增稠剂是压裂液领域研究的重点和难点。
综上所述，本领域缺乏一种速溶而且具有较强增粘能力及耐温、抗盐、抗剪切性以及低残渣量的植物胶压裂增稠剂。因此，本领域迫切需要开发速溶而且具有较强增粘能力及耐温、抗盐、抗剪切性以及低残渣量的植物胶压裂增稠剂及其含有所述增稠剂的压裂液。发明内容
本发明的目的在于获得一种开发速溶而且具有较强增粘能力及耐温、抗盐、抗剪切性以及低残渣量的植物胶压裂增稠剂。
本发明的第二目的在于获得一种获得所述压裂增稠剂的方法。
本发明的第三目的在于获得含有所述增稠剂的压裂液。
本发明的第四目的在于获得所述压裂增稠剂的用途。
在本发明的第一方面，提供了一种压裂液增稠剂，所述压裂液增稠剂由半乳甘露聚糖类化合物在碱性条件下进行离子醚化改性得到；所述离子醚化取代度在0. 01-0. 45之间。
在本发明的一个具体实施方式
中，所述离子醚化改性包括
单种或多种阴离子醚化改性；
阴离子醚化改性以及阳离子醚化改性。
在本发明的一个具体实施方式
中，所述半乳甘露聚糖类化合物包括取代或非取代的瓜尔胶、香豆胶、田菁胶、刺槐豆胶或其组合；优选羟烷基瓜尔胶。
在本发明的一个具体实施方式
中，所述压裂液增稠剂由羟烷基瓜尔胶在碱性条件下进行阴离子醚化改性得到，所述压裂液增稠剂具有如下结构式(I)
式(I)中，R1独立选自Cl C6的羟烷基，羟烷基取代度范围在0. 1-0. 5 ；特别是 0. 15-0. 4 ；
Nu为阴离子醚化基所述离子醚化基选自羧甲基或磺酸基，其中磺酸基优选为磺乙基或2-羟基磺丙基，且离子醚化取代度范围在0. 1-0. 45，特别是0. 15-0.3。
在本发明的一个具体实施方式
中，所述压裂液增稠剂由羟烷基瓜尔胶在碱性条件下由多种阴离子醚化改性得到，所述压裂液增稠剂具有如下结构式(II)
Guar(OR1) (Nu' )(II)
所述式(II)中，Guar的结构式为同式(I)
式(II)中，R1独立选自Cl C6的羟烷基，取代度范围在0.1-0. 5;特别是 0. 15-0. 4 ；
Nu'为多种阴离子醚化基，所述多种阴离子醚化基包括羧甲基和磺酸基，其中磺酸基优选为磺乙基或2-羟基磺丙基，羧甲基的取代度范围在0. 05-0. 25，磺酸基的取代度范围在 0. 01-0. 20，特别是 0. 01-0. 15。
在本发明的一个具体实施方式
中，所述压裂液增稠剂由羟烷基瓜尔胶在碱性条件下相继进行阴离子醚化改性和阳离子醚化改性得到，所述压裂液增稠剂具有如下结构式 (III)
Guar (OR1) (Nu) (L)(III)
所述式(III)中，Guar的结构式为同式(I)
式(III)中，R1独立选自Cl C6的羟烷基，取代度范围在0.1-0. 5;特别是 0. 15-0. 4 ；
Nu为阴离子醚化基，优选羧甲基，且阴离子醚化取代度范围在0. 05-0. 25 ；
L为阳离子醚化剂；取代度范围在0. 01-0. 35。
在本发明的一个具体实施方式
中，L为(R2) 2N (CH2) n_，其中&选自C1 C2的烷基，
Guar (OR1) (Nu)
所述式(I)中，Guar的结构式为
权利要求
1.一种压裂液增稠剂，其特征在于，所述压裂液增稠剂由半乳甘露聚糖类化合物在碱性条件下进行离子醚化改性得到；所述离子醚化取代度在0. 01-0. 45之间。
2.如权利要求1所述的压裂液增稠剂，其特征在于，所述离子醚化改性包括 单种或多种阴离子醚化改性；阴离子醚化改性以及阳离子醚化改性。
3.如权利要求1所述的压裂液增稠剂，其特征在于，所述半乳甘露聚糖类化合物包括取代或非取代的瓜尔胶、香豆胶、田菁胶、刺槐豆胶或其组合；优选羟烷基瓜尔胶。
4.如权利要求1所述的压裂液增稠剂，其特征在于，所述压裂液增稠剂由羟烷基瓜尔胶在碱性条件下进行阴离子醚化改性得到，所述压裂液增稠剂具有如下结构式(I)
5.如权利要求1所述的压裂液增稠剂，其特征在于，所述压裂液增稠剂由羟烷基瓜尔胶在碱性条件下由多种阴离子醚化改性得到，所述压裂液增稠剂具有如下结构式(II)Guar (OR1) (Nu，) (II)所述式(II)中，Guar的结构式为同式(I)式(II)中，R1独立选自Cl C6的羟烷基，取代度范围在0. 1-0.5 ；特别是0. 15-0. 4 ；Nu'为多种阴离子醚化基，所述多种阴离子醚化基包括羧甲基和磺酸基，其中磺酸基优选为磺乙基或2-羟基磺丙基，羧甲基的取代度范围在0. 05-0. 25，磺酸基的取代度范围在 0. 01-0. 20，特别是 0. 01-0. 15。
6.如权利要求1所述的压裂液增稠剂，其特征在于，所述压裂液增稠剂由羟烷基瓜尔胶在碱性条件下相继进行阴离子醚化改性和阳离子醚化改性得到，所述压裂液增稠剂具有如下结构式(III)Guar (OR1) (Nu) (L) (III)所述式(III)中，Guar的结构式为同式(I)式(III)中，R1独立选自Cl C6的羟烷基，取代度范围在0. 1-0. 5 ；特别是0. 15-0. 4 ；Nu为阴离子醚化基，优选羧甲基，且阴离子醚化取代度范围在0. 05-0. 25 ； L为阳离子醚化剂；取代度范围在0. 01-0. 35。
7.如权利要求6所述的压裂液增稠剂，其特征在于，L为(R2)2N(CH2)n-,其中R2选自C1 C2的烷基，η为1 4，取代度范围在0. 01-0. 35， 特别是 0.01-0. 15 ；或是L为(R3) 2R4N+ (CH2)nCH(OH) CH2-，其中R3选自C1 C2的烷基，R4选自甲基或十二烷基或十六烷基或十八烷基，η为1 4，取代度范围在0. 05-0. 25，特别是0. 05-0. 20。
8.—种如权利要求1所述的压裂液增稠剂的制备方法，其特征在于，所述增稠剂是半乳甘露聚糖类化合物与溶剂、碱、离子醚化剂和水按所需的取代度进行化学改性处理。
9.一种含有如权利要求1所述的压裂液增稠剂的压裂液。
10.一种如权利要求1所述的压裂液增稠剂的用途。
全文摘要
本发明提供一种压裂液增稠剂，所述压裂液增稠剂由半乳甘露聚糖类化合物在碱性条件下进行离子醚化改性得到；所述离子醚化取代度在0.01-0.45之间。本发明还提供含有所述增稠剂的压裂液。本发明提供了速溶而且具有较强增粘能力及耐温、抗盐、抗剪切性以及低残渣量的植物胶压裂增稠剂及其含有所述增稠剂的压裂液。
文档编号C08B37/00GK102492048SQ20111038695
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者何俊, 何建平, 叶应庆, 吴志明, 周利英, 孙雪莲, 宋建锋, 尹恒, 彭树华, 邓明宇, 陆辉, 陈卫平 申请人:中国石油化学昆山公司