一种预交联淀粉基低残渣稠化剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种预交联淀粉基低残渣稠化剂的制备方法，属于稠化剂制备技术领域。
【背景技术】
[0002]压裂技术是常规的增产技术，用于水力压裂的压裂液类型及其性能与造出一定尺寸、具有导流能力的裂缝有密切的关系，是影响压裂成败的重要因素，因此对压裂液的性能如增粘性、流变性、滤失性、摩阻损失、稳定性、地层伤害等性能均有严格的要求。其中，作为提高压裂液粘度的增稠剂(即稠化剂)是压裂液的主要成份。
[0003]通常，在实施压裂增产的过程中，要选择合适的压裂液体系，以便减少压裂液对储层和裂缝的伤害程度。目前，国内使用较多的仍为植物胶压裂液体系，但是，这一体系中存在的水不溶物较多，即使采用一级羟丙基胍尔胶，其水不溶物也在8%以上。同时，使用植物胶压裂液体系时残渣也较多，这对地层和裂缝的伤害较大。而天然高分子及其改性产品(如各种改性胍胶)能发生交联的官能团多，易发生交联反应，成为了国内外压裂液主要增稠剂。但其本身含有较多的水不溶物(8?10%)，这种压裂液残渣的来源除了本身的不溶物，另外还有破胶不彻底。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题:针对目前使用的天然高分子类增稠剂在使用后易发生交联反应，水中含有较多的不溶物，残渣较多，同时其破胶不彻底，提供了一种在淀粉基团上接支丙烯酸单体，使其在使用过程中不易发生交联而产生大量的残渣，同时其粘度系数也会有所提高，其室温粘度系数达到40MPa.s以上。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按重量份数计，分别称量25?40份淀粉、5?10份过硫酸铵、10?15份过氧化氢和45?50份去离子水，在200?300W超声分散10?15min，静置氧化I?2h，制备得氧化淀粉液，随后将氧化淀粉液置于65?70°C水浴中进行加热，使其糊化2?3h，用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，制备改性淀粉液；
(2)收集上述制备的改性淀粉液，使其静置冷却至20?30°C，随后按重量份数计，分别称量45?65份静置冷却后的改性淀粉液、2?3份失水山梨糖醇酐脂肪酸酯、3?4份亚硫酸氢钠、5?8份过硫酸钾和25?40份丙烯酸酯至四口烧瓶中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后在氮气保护下，将其置于68?75°C水浴加热2?3h，待反应完成后，停止搅拌，静置冷却至20?30°C，制备得交联淀粉改性液；
(3 )按质量比1:5，将质量浓度为10%的氯化钾溶液与上述制备的交联淀粉改性液搅拌混合，并将其置于烧杯中，随后滴加与氯化钾溶液体积相同的质量浓度为3%硼酸溶液，控制滴加速度为lmL/min，待滴加完成后再用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，制备得淀粉基稠化剂基液； (4)按质量比1: 5，将过硫酸钾添加至上述制备的淀粉基稠化剂基液中，搅拌混合并置于78?80°C水浴中加热I?2h，待破胶完成后，将其静置冷却至20?30°C，随后移入至转速2500?3000r/min离心机中，离心分离10?15min，收集上层清液并对其过滤，将滤液置于旋转蒸发仪中，旋转蒸发至原有体积的1/2，即可制备得一种预交联淀粉基低残渣稠化剂。
[0006]本发明制备的预交联淀粉基低残渣稠化剂其为白色粉末，室温粘度系数达到40MPa.s以上，交联时间为15?20s，残渣含量为30?40mg/L，破胶液表面张力为20?25mN/mD
[0007]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备的预交联淀粉基低残渣稠化剂在使用中不易发生交联而产生大量的残渣，残渣率降低了10?15%;
(2)其粘度系数也会有所提高，室温粘度系数达到40MPa.s以上；
(3)本发明制备步骤简单，所需成本低。
【具体实施方式】
[0008]首先按重量份数计，分别称量25?40份淀粉、5?10份过硫酸铵、10?15份过氧化氢和45?50份去离子水，在200?300W超声分散10?15min，静置氧化I?2h，制备得氧化淀粉液，随后将氧化淀粉液置于65?70 0C水浴中进行加热，使其糊化2?3h，用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节PH至8.0，制备改性淀粉液;收集上述制备的改性淀粉液，使其静置冷却至20?30 °C，随后按重量份数计，分别称量45?65份静置冷却后的改性淀粉液、2?3份失水山梨糖醇酐脂肪酸酯、3?4份亚硫酸氢钠、5?8份过硫酸钾和25?40份丙烯酸酯至四口烧瓶中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后在氮气保护下，将其置于68?75°C水浴加热2?3h，待反应完成后，停止搅拌，静置冷却至20?30°C，制备得交联淀粉改性液;再按质量比1:5，将质量浓度为10%的氯化钾溶液与上述制备的交联淀粉改性液搅拌混合，并将其置于烧杯中，随后滴加与氯化钾溶液体积相同的质量浓度为3%硼酸溶液，控制滴加速度为ImL/min，待滴加完成后再用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，制备得淀粉基稠化剂基液;接着按质量比1: 5，将过硫酸钾添加至上述制备的淀粉基稠化剂基液中，搅拌混合并置于78?80°C水浴中加热I?2h，待破胶完成后，将其静置冷却至20?30°C，随后移入至转速2500?3000r/min离心机中，离心分离10?15min，收集上层清液并对其过滤，将滤液置于旋转蒸发仪中，旋转蒸发至原有体积的1/2，即可制备得一种预交联淀粉基低残渣稠化剂。
[0009]实例I
首先按重量份数计，分别称量40份淀粉、5份过硫酸铵、10份过氧化氢和45份去离子水，在300W超声分散15min，静置氧化2h，制备得氧化淀粉液，随后将氧化淀粉液置于70 °C水浴中进行加热，使其糊化3h，用质量浓度为20%的氢氧化钠溶液调节pH至8.0，制备改性淀粉液;收集上述制备的改性淀粉液，使其静置冷却至30°C，随后按重量份数计，分别称量65份静置冷却后的改性淀粉液、2份失水山梨糖醇酐脂肪酸酯、3份亚硫酸氢钠、5份过硫酸钾和25份丙烯酸酯至四口烧瓶中，搅拌混合并通氮气排除空气，随后在氮气保护下，将其置于750C水浴加热3h，待反应完成后，停止搅拌，静置冷却至30 V，制备得交联淀粉改性液;再按质量比1:5，将质量浓度为10%的氯化钾溶液与上述制备的交联淀粉改性液搅拌混合，并将其置于烧杯中，随后滴加与氯化钾溶液体积相同的质量浓度为3%硼酸溶液，控制滴加速度为lmL/min，待滴加完成后再用质量浓度为10%的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，制备得淀粉基稠化剂基液;接着按质量比1:5，将过硫酸钾添加至上述制备的淀粉基稠化剂基液中，搅拌混合并