CN102180986B - 一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂及其制备方法。现有改性胍胶用的环氧丙烷自身的沸点较低，原料不易得，反应过程复杂，产品质量不易控制。本发明一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂及其制备方法，依次包括下述步骤：将100g胍胶粉和10～15g烯基琥珀酸酐混合均匀；配制盐溶液，其中碳酸钠质量分数为10%，氯化钠质量分数为5%；在搅拌状态下以喷雾的方法向胍胶与烯基琥珀酸酐混合物中加入20-25g盐溶液，并在40～60℃条件下，恒温密闭反应2～4小时；反应结束后用100～150g的醇洗涤、干燥。本发明破胶液残渣含量低，减少对地层的二次伤害，促进压裂施工效果。
Description
一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂及其制备方法。
技术领域
本发明属于油田化学品制备工艺领域，特别涉及一种油田压裂技术，具体是一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂及其制备方法。
背景技术
油田开发中后期，地下层的水力压裂是一种在回收石油产品物质时提高地下层渗透性的已知方法，是最有效的增产措施之一。由于岩层的孔隙度和渗透率较低，如不进行压裂就无法投入生产，这种方法将粘性液体压裂液倒入井眼，施加压力，引起压裂，流体中的支撑剂保持裂缝开口。稠化剂是压裂施工中必不可少的物质之一，在压裂用冻胶形成前，将稠化剂在水循环过程中配制成溶液，压裂过程中，通过交联剂的作用形成冻胶从而产生携砂能力，压裂后期通过破胶剂的作用将冻胶液化返排到地面。稠化剂的主要作用是提供压裂过程中的粘度，而在完成压裂操作之后，冻胶要易于破坏以便顺利返排并不对地层产生污染。因此，稠化剂的溶解性、粘度和破胶后的表面张力以及残渣含量等指标被用来衡量稠化剂的好坏。
目前，最常用的稠化剂是胍胶，以及用环氧丙烷改性所得的羟丙基胍胶。胍胶的价格便宜，但是压裂后的残渣含量较多。胍胶经过改性得到的改性胍胶可使多项性能获得提升，如羟丙基胍胶的溶解性较好、破胶后残渣含量低，破胶液的表面张力也有显著降低，但是改性胍胶用的环氧丙烷自身的沸点较低，而且原料不易得，反应过程复杂，产品质量不易控制，制备过程需要加压设备，对生产设备的要求较高，而且生产过程存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂及其制备方法，以克服现有技术残渣含量多、产品质量不易控制，存在安全隐患、对生产设备要求高的问题。
为克服现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是：
1、一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂的制备方法，依次包括下述步骤：
(1) 将100g胍胶粉和10～15g烯基琥珀酸酐混合均匀；
(2) 配制盐溶液，其中碳酸钠质量分数为10%，氯化钠质量分数为5%；
(3) 在搅拌状态下以喷雾的方法向胍胶与烯基琥珀酸酐混合物中加入20-25g盐溶液，并在40～60℃条件下，恒温密闭反应2～4小时；
(4) 反应结束后用100～150g的醇洗涤、干燥，即得烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂。
上述步骤（1）中的烯基琥珀酸酐是碳链长度为14～22的烷基酸酐。
上述步骤（4）中的醇是甲醇，乙醇或异丙醇。
利用上述方法制得的一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明利用酯化反应在胍胶中引入疏水基团，从而使胍胶的综合性能得以提高。酯化反应所用到的酸酐为液体，制备过程中混合容易，沸点较高，相比羟丙基胍胶的制备过程使用的环氧丙烷更为安全。整个过程中无需特殊的加压设备，使得生产场地和生产设备的要求较低，生产更为简单。生产过程所需的原料都是易于获得的普通化工原料，无需太多的反应过程，易于产品质量控制。本产品的使用和胍胶的使用过程完全一致，无需对现场工艺进行修改。本发明产物使用时容易溶解，使用后的破胶液残渣含量低，表面张力低，可起到易于返排的目的，并减少对地层的二次伤害，促进压裂施工效果。
四、具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做详细地说明。
本发明的原理是通过在40℃-60℃下利用烯基琥珀酸酐上的酸酐与胍胶上的部分羟基反应生成酯从而将烯基接枝在胍胶上。改性胍胶因为少量疏水结构的引入，降低了分子间的氢键作用，使得溶解更为容易。经过交联破胶等使用过程后，形成多羟基的亲水端加烯基疏水端的表面活性剂结构，从而使破胶液具有更低的表面张力。改性胍胶中所带的羟基依然是占主导地位，因此改性胍胶的使用过程不改变，不用修改现有的使用过程。
实施例1，一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂，先将胍胶粉100g和十四烯基琥珀酸酐15g放入烧杯中搅拌均匀，然后在搅拌状态下将20g盐溶液喷雾加入其中，盐溶液中包含碳酸钠2g和氯化钠1g。搅拌均匀后在密闭状态下，将体系温度升至60℃，恒温2小时。最后在所得产品中加入100g乙醇洗涤，即得烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂。
得到的经过烯基琥珀酸酐改性的胍胶，在使用以后残渣含量降低20%，破胶液的表面张力降低至29mN/m。
实施例2，一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂，先将胍胶粉100g和二十二烯基琥珀酸酐10g放入烧杯中搅拌均匀，然后在搅拌状态下将25g盐溶液喷雾加入其中，盐溶液中包含碳酸钠2.5g和氯化钠1.25g。搅拌均匀后在密闭状态下，将体系温度升至40℃，恒温3小时。最后在所得产品中加入150g甲醇洗涤，即得烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂。
得到的经过烯基琥珀酸酐改性的胍胶，在使用以后残渣含量降低30%，破胶液的表面张力降低至28mN/m。
实施例3，一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂，先将胍胶粉100g和十八碳烯基琥珀酸酐12g放入烧杯中搅拌均匀，然后在搅拌状态下将22g盐溶液喷雾加入其中，盐溶液中包含碳酸钠2.2g和氯化钠1.1g。搅拌均匀后在密闭状态下，将体系温度升至50℃，恒温4小时。最后在所得产品中加入130g异丙醇洗涤，即得烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂。
得到的经过烯基琥珀酸酐改性的胍胶，在使用以后残渣含量降低28%，破胶液的表面张力降低至29.6mN/m。
Claims (2)
1.一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂的制备方法，依次包括下述步骤：
1) 将100g胍胶粉和10～15g烯基琥珀酸酐混合均匀；
2) 配制盐溶液，其中碳酸钠质量分数为10%，氯化钠质量分数为5%；
3) 在搅拌状态下以喷雾的方法向胍胶与烯基琥珀酸酐混合物中加入20-25g盐溶液，并在40～60℃条件下，恒温密闭反应2～4小时；
4) 反应结束后用100～150g的醇洗涤、干燥，即得烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂；
所述步骤（1）中的烯基琥珀酸酐是碳链长度为14～22的烷基酸酐；
所述步骤（4）中的醇是甲醇，乙醇或异丙醇；
2.利用权利要求1所述烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂的制备方法制得的一种烯基琥珀酸酐改性胍胶压裂液稠化剂。
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