CN110498867B - 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液 - Google Patents

改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液 Download PDF

Info

Publication number
CN110498867B
CN110498867B CN201810478579.0A CN201810478579A CN110498867B CN 110498867 B CN110498867 B CN 110498867B CN 201810478579 A CN201810478579 A CN 201810478579A CN 110498867 B CN110498867 B CN 110498867B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
fracturing fluid
welan gum
based fracturing
fluid composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810478579.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110498867A (zh
Inventor
祝纶宇
刘希
胡晓娜
杨金彪
方昭
伊卓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Priority to CN201810478579.0A priority Critical patent/CN110498867B/zh
Publication of CN110498867A publication Critical patent/CN110498867A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110498867B publication Critical patent/CN110498867B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/006—Heteroglycans, i.e. polysaccharides having more than one sugar residue in the main chain in either alternating or less regular sequence; Gellans; Succinoglycans; Arabinogalactans; Tragacanth or gum tragacanth or traganth from Astragalus; Gum Karaya from Sterculia urens; Gum Ghatti from Anogeissus latifolia; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/685—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds containing cross-linking agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/90—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds of natural origin, e.g. polysaccharides, cellulose

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明涉及石油开采领域，具体地，涉及一种水基压裂液组合物和水基压裂液。该水基压裂液组合物含有增稠剂、交联剂、压裂助剂和水，其特征在于，所述增稠剂为柠檬酸改性的韦兰胶。该水基压裂液由如上所述的压裂液组合物通过以下步骤配制得到：将所述增稠剂、压裂助剂和水混合，得到基液；将所述基液与交联剂混合，形成所述水基压裂液。本发明的水基压裂液组合物在配制所述水基压裂液时，柠檬酸改性的韦兰胶和交联剂能发生交联反应形成剪切黏度(80℃@170s‑1，90min)保持在80mPa·s以上的冻胶体系，优于Q/SH 0351‑2010《水基压裂用交联剂技术要求》的行业标准，符合压裂现场施工要求。

Description

改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液
技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体地，涉及一种改性韦兰胶及其制备方法和一种水基压裂液组合物及水基压裂液。
背景技术
自上世纪中叶以来，水力压裂技术一直是国内外油气开发中的主要增产技术。进入新世纪后，水力压裂技术作为致密砂岩油气、煤层气和页岩油气等非常规资源开发的关键技术，更是受到高度重视。其中，以瓜尔胶为代表的植物胶及其衍生物是水基压裂液系统中最主要的增稠剂，占总使用量的90％以上。但是，瓜尔胶等种植类产品受地域及气候影响显著，投机性强，价格波动大，严重影响油企的正常生产经营。
微生物胶是一种质量和产量相对稳定、生产和使用过程绿色环保的新型微生物代谢多糖。其中的韦兰胶是产碱杆菌以碳水化合物为主要原料，通过发酵产生的胞外杂多糖。韦兰胶流变性能好，并且成本较低、来源不受气候及地理环境影响、质量稳定，是目前可供选择的较理想的瓜胶替代产品。
然而，韦兰胶自身粘度不高，且韦兰胶分子结构由甘露糖、葡萄糖和鼠李糖构成，甘露糖、葡萄糖和鼠李糖的摩尔比为1∶2∶2，这使得其顺式羟基比例仅为瓜尔胶的三分之一，并且还有高比例的疏水基团，这导致韦兰胶溶解速度慢、成胶性能极差，其只能被认为在理论上能进行交联，由于其交联非常困难，在压裂领域，通常将韦兰胶视为不可交联的聚合物，更没有见到与之结合的交联-增粘体系。所以，如何提高韦兰胶溶解速率和粘度，从而提高交联增黏，是微生物胶应用于水力压裂的核心问题。
发明内容
本发明的发明人在研究中发现，使用柠檬酸对韦兰胶进行改性，能够有效增加韦兰胶的粘度和水溶性，并将柠檬酸改性后的韦兰胶作为增稠剂与交联剂、压裂助剂和水配合使用，能够有效的实现韦兰胶的交联增稠，形成韦兰胶压裂液冻胶体系。基于该发现，提出本发明。
根据本发明的第一方面，提供一种改性韦兰胶的制备方法，该方法包括：在有机溶剂和相转移催化剂的存在下，将韦兰胶与柠檬酸接触反应，以得到柠檬酸改性的韦兰胶。
根据本发明的第二方面，提供如上所述的制备方法制备得到的改性韦兰胶。
根据本发明的第三方面，提供一种水基压裂液组合物，该水基压裂液组合物含有增稠剂、交联剂、压裂助剂和水，其中，所述增稠剂如上所述的改性韦兰胶。
根据本发明的第四方面，提供一种水基压裂液，该水基压裂液由本发明第一方面所述的水基压裂液组合物通过以下步骤配制得到：
1)将所述增稠剂、压裂助剂和水混合，得到基液；
2)将所述基液与交联剂混合，形成所述水基压裂液。
本发明方法制备得到的改性韦兰胶，解决了韦兰胶水溶性不好的问题，同时明显增强了其粘度，粘度相比未改性的韦兰胶粘度增加。且本发明的水基压裂液组合物在配制所述水基压裂液时，柠檬酸改性的韦兰胶和交联剂能发生交联反应形成剪切黏度(80℃@170s-1，90min)保持在80mPa·s以上的冻胶体系，优于Q/SH 0351-2010《水基压裂用交联剂技术要求》的行业标准(90min剪切黏度大于50mPa.s)，符合压裂现场施工要求，而且，本发明的压裂液体系可代替以瓜尔胶为增稠剂的压裂液体系，与后者相比，本发明的压裂液体系因采用韦兰胶还具有产量相对稳定(来源不受气候及地理环境影响、质量稳定)和成本低的特点。
附图说明
图1表示实施例2的水基压裂液的耐温耐剪切结果。
图2表示实施例8的水基压裂液的耐温耐剪切结果。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
根据本发明的第一方面，提供一种改性韦兰胶的制备方法，该方法包括：在有机溶剂和相转移催化剂的存在下，将韦兰胶与柠檬酸接触反应，以得到柠檬酸改性的韦兰胶。
根据本发明，所述相转移催化剂可以为本领域常规的各种相转移催化剂，优选为季铵盐类相转移催化剂，例如但不限于苄基三乙基氯化铵、四乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和三甲基十八烷基氯化铵中的至少一种。优选的，所述相转移催化剂为三甲基十八烷基氯化铵。
其中，所述韦兰胶和所述相转移催化剂的用量比可以在较宽的范围内进行选择，只要能够促进反应的进行，使得柠檬酸能够对韦兰胶进行有效改性即可，优选的，韦兰胶和所述相转移催化剂的重量比为1-2∶1。
根据本发明，所述有机溶剂可以为本领常规使用的各种有机溶剂，例如，可以为但不限于：①芳香烃类：苯、甲苯、二甲苯等；②脂肪烃类：戊烷、己烷、辛烷等；③脂环烃类：环己烷、环己酮、甲苯环己酮等；④卤化烃类：氯苯、二氯苯、二氯甲烷等；⑤醇类：甲醇、乙醇、异丙醇等；⑥醚类：乙醚、环氧丙烷等；⑦酯类：醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯等；⑧酮类：丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮等；⑨二醇衍生物：乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚等；⑩其他：乙腈、吡啶、苯酚等。优选的，所述有机溶剂为芳香烃或卤素取代的芳香烃；更进一步优选的，所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯和二氯苯中的至少一种；最为优选的，所述有机溶剂为甲苯。
其中，所述有机溶剂的用量并没有特别的限定，只要能够将反应原料充分混合即可。优选的，所述有机溶剂的用量使得韦兰胶的浓度为60-70g/L。
本发明的发明人在研究的过程中发现，将韦兰胶先与有机溶剂混合形成韦兰胶和有机溶剂的悬浊液，再在10-60min，优选20-50min内将柠檬酸(优选为柠檬酸晶体)加入到所述悬浊液中，然后再在反应条件下进行改性反应，最终所得到的改性韦兰胶的水溶性以及粘度能够得到进一步提高。
根据本发明，柠檬酸和韦兰胶的用量比可以在较宽的范围内进行选择，只要能够对所述韦兰胶进行改性，从而增强其水溶性和粘度即可，优选的，柠檬酸和韦兰胶的摩尔比为1∶1-10，更优选为1∶2-5。
根据本发明，所述接触反应的条件优选包括：温度为80-120℃，优选90-110℃，时间为6-12小时，优选为9-11小时。
优选的，为了促进反应的进行，所述接触反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速可以为400-550rpm，优选为450-500rpm。
其中，所述接触反应的压力可以为常压。
根据本发明，接触反应后，所述方法还进一步包括，将反应液中的产物(柠檬酸改性的韦兰胶)进行析出和干燥的步骤。所述析出可以通过向反应液中加入柠檬酸改性的韦兰胶不溶的有机溶剂，例如，乙醇实现。所述干燥的温度可以为50-70℃，时间可以为12-30小时。
此外，为了进一步提高所述柠檬酸改性的韦兰胶的纯度，所述方法还包括：在干燥前，使用改性韦兰胶不溶的有机溶剂，例如，乙醇对析出的改性韦兰胶进行洗涤的步骤。
根据本发明的第二方面，还提供了如上所述的制备方法制备得到的改性韦兰胶。
根据本发明的第三方面，本发明提供了一种水基压裂液组合物，该水基压裂液组合物含有增稠剂、交联剂、压裂助剂和水，所述增稠剂为如上所述的改性韦兰胶。
根据本发明，所使用的水没有具体限定，可以为天然水和人工制水，例如，天然水可以为河流、湖泊、大气水、海水和地下水等，而人工制水可以是通过化学反应使氢氧原子结合得到水，例如，人工制水可以为蒸馏水、去离子水或重水。
根据本发明，优选地，相对于100重量份的水，所述增稠剂的含量为0.1-1重量份，优选为0.2-0.8重量份，更优选为0.3-0.6重量份；所述交联剂的含量为0.03-0.6重量份，优选为0.1-0.6重量份，更优选为0.2-0.4重量份；所述压裂助剂的含量0.2-8重量份，优选为0.3-5重量份，更优选为0.5-3.8重量份。柠檬酸改性的韦兰胶与交联剂构成了压裂液的增稠剂-交联剂体系。其中，柠檬酸改性的韦兰胶与交联剂在水中能发生交联反应，形成具有刚性交联网状结构冻胶结构的冻胶。而未采用本发明的柠檬酸改性的韦兰胶与交联剂很难形成具有刚性交联网状结构冻胶结构的冻胶。
根据本发明，所述交联剂的种类可参照现有技术进行选择。通常的，所述交联剂可以为有机锆交联剂、有机钛交联剂或他们的混合物。其中，有机锆交联剂可以为四正丙醇锆酸酯、四异丙醇锆酸酯、三乙醇胺锆、四异丙醇锆酸酯等。有机钛交联剂可以为乙酰丙酮钛、三乙醇胺钛等。
根据本发明，所述压裂助剂的种类可参照现有技术进行选择。通常地，所述压裂助剂可以包括杀菌剂、破胶剂、粘土稳定剂和助排剂中至少一种。
优选情况下，所述压裂助剂包括杀菌剂、破胶剂、粘土稳定剂和助排剂。
所述杀菌剂可以为油田水力压裂作业通常使用的杀菌剂，在本发明中没有具体限定，可以选自甲醛、戊二醛和季铵盐杀菌剂(例如，但不限于，1231(十二烷基三甲基氯化铵)、1227(十二烷基二甲基苄基氯化铵)、新洁尔灭(十二烷基二甲基苄基溴化铵)、1247、DS-FC烷基二甲基苄基氯化铵)、YF-1(1227+有机胺醋酸盐)、氰基季铵盐、双C烷基季铵溴盐以及聚氮杂环季铵盐、聚季铵盐(TS-819)、双季铵盐等)中的至少一种。相对于100重量份的水，所述杀菌剂优选为0.01-0.7重量份，更优选为0.05-0.5重量份，进一步优选为0.1-0.3重量份。
所述破胶剂可以为油田水力压裂作业通常使用的破胶剂，在本发明中没有具体限定，所述破胶剂可以为过硫酸钾、过硫酸铵和胶囊破胶剂中的至少一种，其中，所述胶囊破胶剂为本领域技术人员所熟知的物质，即胶囊破胶剂是通过以过硫酸钾或过硫酸铵为内核，外层包覆石蜡等有机化合物膜以实现延迟释放作用制备而成的胶囊。相对于100重量份的水，所述破胶剂优选为0.01-0.5重量份，更优选为0.05-0.3重量份，进一步优选为0.1-0.2重量份。
所述粘土稳定剂可以为油田水力压裂作业通常使用的粘土稳定剂，在本发明中没有具体限定，所述粘土稳定剂可以选自氯化钾、氯化铵、季铵盐型粘土稳定剂中的至少一种。所述季铵盐型粘土稳定剂可以为氯化胆碱(氯化2-羟乙基三甲铵)、三甲基氯化铵、聚季铵盐(如购自威德福油田服务有限公司的DIONIC900)中的一种或多种。相对于100重量份的水，所述粘土稳定剂优选为0.01-4重量份，更优选为0.04-3重量份，进一步优选为0.1-2重量份。
所述助排剂可以为油田水力压裂作业通常使用的助排剂，在本发明中没有具体限定，所述助排剂可以为脂肪醇聚醚复配物和/或脂肪醇聚醚阳离子复配物，其中，所述脂肪醇聚醚复配物可以为贝克休斯公司的NE-940，所述脂肪醇聚醚阳离子复配物可以为威德福公司的NE-201。相对于100重量份的水，所述助排剂优选为0.01-2重量份，更优选为0.05-1.5重量份，进一步优选为0.1-1重量份。
根据本发明，所述水基压裂液组合物还含有pH调节剂，所述pH调节剂为酸，例如，盐酸、硫酸、硝酸等无机酸或混合物。pH调节剂的加入量，优选使得由所述组合物制备的水基压裂液pH值为2.0-5.0，优选为3.0-4.5，更优选为3.4-3.8。
根据本发明的第四方面，本发明提供了一种水基压裂液，该水基压裂液由本发明第一方面所述的水基压裂液组合物通过以下步骤配制得到：
1)将所述增稠剂、压裂助剂和水混合，形成基液；
2)将所述基液与交联剂混合，形成所述水基压裂液。
步骤2)中，柠檬酸改性的韦兰胶和交联剂在水中反应形成冻胶体系，其中，成胶时间一般为120-220s。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中，
韦兰胶原粉购自河北恒标生物科技有限公司。
有机锆交联剂、有机钛交联剂均为杜邦公司TYZOR系列产品。
脂肪醇聚醚复配物(NE-940)购自贝克化学公司。
脂肪醇聚醚阳离子复配物(NE-201)购自威德福油田服务有限公司公司。
聚季铵盐型粘土稳定剂(DIONIC900)购自威德福油田服务有限公司公司。
粘度的检测方法如下：
取改性韦兰胶0.6g，溶解到100g水中，配成0.6重量％的溶液。恒温水浴控制温度在25℃，用粘度计测定其粘度。
水溶性测定方法如下：
改性韦兰胶在2重量％KCl溶液400mL中溶解，记录全部溶解的时间，若2小时仍不溶解，则记录为不溶解。
制备例1
本制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
在三口烧瓶中，取5g韦兰胶与5g三甲基十八烷基氯化铵在搅拌的条件下混合于80ml的甲苯中，配制成62.5g/L的悬浊液，将1.39g柠檬酸晶体在30min内以基本恒定的速度加入到上述的悬浊液中，在转速为450rpm条件下搅拌让其充分溶解；于常压、90℃、500rpm搅拌条件下反应10h，取出反应液，倒入大量无水乙醇中使产物析出，洗涤，抽滤，在60℃烘干24h，制得改性韦兰胶产物A1，水溶性及粘度见表1。
制备例2
本制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
在三口烧瓶中，取5g韦兰胶与7.5g三甲基十八烷基氯化铵在搅拌的条件下混合于83ml的甲苯中，配制成约60g/L的悬浊液，将2.5g柠檬酸晶体在20min内以基本恒定的速度加入到上述的悬浊液中，在转速为500rpm条件下搅拌让其充分溶解；于常压、110℃、550rpm搅拌条件下反应9h，取出反应液，倒入大量无水乙醇中使产物析出，洗涤，抽滤，在70℃烘干12h，制得改性韦兰胶产物A2，水溶性及粘度见表1。
制备例3
本制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
在三口烧瓶中，取5g韦兰胶与10g三甲基十八烷基氯化铵在搅拌的条件下混合于72ml的甲苯中，配制成约70g/L的悬浊液，将1g柠檬酸晶体在50min内以基本恒定的速度加入到上述的悬浊液中，在转速为550rpm条件下搅拌让其充分溶解；于常压、100℃、450rpm搅拌条件下反应11h，取出反应液，倒入大量无水乙醇中使产物析出，洗涤，抽滤，在50℃烘干30h，制得改性韦兰胶产物A3，水溶性及粘度见表1。
制备例4
本制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
按照制备例1的方法进行柠檬酸改性的韦兰胶的制备，不同的是，将甲苯替换为等量的氯苯，制得改性韦兰胶产物A4，水溶性及粘度见表1。
制备例5
本制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
按照制备例1的方法进行柠檬酸改性的韦兰胶的制备，不同的是，将甲三甲基十八烷基氯化铵替换为等量的苄基三乙基氯化铵，制得改性韦兰胶产物A5，水溶性及粘度见表1。
制备例6
本制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
按照制备例1的方法进行柠檬酸改性的韦兰胶的制备，不同的是，将全部量的柠檬酸直接倒入到所述悬浊液中，制得改性韦兰胶产物A6，水溶性及粘度见表1。
对比制备例1
本对比制备例用于说明柠檬酸改性的韦兰胶的制备
按照制备例1的方法进行柠檬酸改性的韦兰胶的制备，不同的是，不加入5g三甲基十八烷基氯化铵，制得改性韦兰胶产物D1，水溶性及粘度见表1。
对比制备例2
本对比制备例用于说明其他酸改性的韦兰胶的制备
按照制备例1的方法进行其他酸改性的韦兰胶的制备，不同的是，将柠檬酸替换为等羧基摩尔量的乙酸，制得改性韦兰胶产物D2，水溶性及粘度见表1。
对比制备例3
本对比制备例用于说明韦兰胶产物的制备
将5g韦兰胶、5g三甲基十八烷基氯化铵、2.78g柠檬酸晶体直接混合，得到韦兰胶产物D3，水溶性及粘度见表1。
对比制备例4
将5g韦兰胶原粉作为韦兰胶产物D4，水溶性及粘度见表1。
实施例1-9及对比例1-4
用于说明水基压裂液的制备
(1)将增稠剂溶解于1000ml的水中，放置2小时，形成增稠剂溶液；按照表2将所述增稠剂、杀菌剂、破胶剂、粘土稳定剂、pH调节剂和助排剂混合并溶解，得到基液。
(2)取400ml基液于牌号为Warring的混调器中，启动搅拌，加入交联剂，记录漩涡闭合时间为70秒，成胶均匀，漩涡闭合2分钟，从而得到韦兰胶冻胶，即所述水基压裂液。
表1
粘度(mPa.s) 溶解时间(min)
制备例1 51.5 30
制备例2 51.2 30
制备例3 51.4 30
制备例4 50.4 35
制备例5 49.6 30
制备例6 46.1 40
对比制备例1 42.3 261
对比制备例2 43.9 271
对比制备例3 42.0 286
对比制备例4 41.5 245
Figure BDA0001664199940000121
Figure BDA0001664199940000131
测试例
根据Q/SH 0351-2010《水基压裂用交联剂技术要求》，取45g所得水基压裂液，采用高温高压流变仪(型号RS6000，厂家HAAKE)在80℃@170s-1下的耐温耐剪切测试。
实施例2和实施例8测试结果分别如图1和图2所示。
各实施例和对比例的剪切黏度见表3。
表3
剪切黏度(mPa.s)
实施例1 大于100
实施例2 大于90
实施例3 大于95
实施例4 大于85
实施例5 大于95
实施例6 大于90
实施例7 大于83
实施例8 大于85
实施例9 大于80
对比例1 25
对比例2 27
对比例3 32
对比例4 35
由表3可以看出，所得水基压裂液剪切黏度大于80mPa·s，优于Q/SH 0351-2010规定的行业标准(90分钟剪切黏度大于50mPa.s)，符合现场作业要求。此外，使用本发明优选情况下制备的柠檬酸改性的韦兰胶的制备水基压裂液，其剪切黏度会进一步提高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种改性韦兰胶的制备方法，其特征在于，该方法包括：在有机溶剂和相转移催化剂的存在下，将韦兰胶与柠檬酸接触反应，以得到柠檬酸改性的韦兰胶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述接触反应的条件包括：温度为80-120℃，时间为6-12小时。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述接触反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速度为400-550rpm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵、四乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵和三甲基十八烷基氯化铵中的至少一种。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，韦兰胶与相转移催化剂的重量比为1-2：1。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述韦兰胶与柠檬酸的摩尔比为1:1-10。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，该方法包括，在相转移催化剂的存在下，将柠檬酸在10-60min内添加到韦兰胶和有机溶剂的悬浊液中，将韦兰胶与柠檬酸接触反应。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述有机溶剂为芳香烃或卤素取代的芳香烃。
9.根据权利要求1-3中任意一项所述的制备方法，其中，所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯和二氯苯中的至少一种。
10.权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制备得到的改性韦兰胶。
11.一种水基压裂液组合物，该水基压裂液组合物含有增稠剂、交联剂、压裂助剂和水，其特征在于，所述增稠剂为权利要求10所述的改性韦兰胶。
12.根据权利要求11所述的水基压裂液组合物，其中，相对于100重量份的水，所述增稠剂的含量为0.1-1重量份，所述交联剂的含量为0.03-0.6重量份，所述压裂助剂的含量0.2-8重量份。
13.根据权利要求11所述的水基压裂液组合物，其中，所述压裂助剂选自杀菌剂、破胶剂、粘土稳定剂和助排剂中的一种或多种。
14.根据权利要求13所述的水基压裂液组合物，其中，所述压裂助剂含有杀菌剂、破胶剂、粘土稳定剂和助排剂。
15.根据权利要求14所述的水基压裂液组合物，其中，相对于100重量份的水，所述杀菌剂的含量为0.01-0.7重量份，所述破胶剂的含量为0.01-0.5重量份，所述粘土稳定剂的含量为0.01-4重量份，所述助排剂为0.01-2重量份。
16.根据权利要求13-15中任意一项所述的水基压裂液组合物，其中，所述杀菌剂选自甲醛、戊二醛和季铵盐型杀菌剂中的至少一种；和/或
所述破胶剂选自硫酸钾、过硫酸铵和胶囊破胶剂中的至少一种；和/或
所述粘土稳定剂选自氯化钾、氯化铵和季铵盐型粘土稳定剂中的至少一种；和/或
所述助排剂选自脂肪醇聚醚的复配物或脂肪醇聚醚与阳离子表活剂的复配物。
17.根据权利要求11-15中任意一项所述的水基压裂液组合物，其中，所述水基压裂液组合物还含有pH调节剂。
18.根据权利要求11-15中任意一项所述的水基压裂液组合物，其中，所述交联剂为有机锆交联剂和/或有机钛交联剂。
19.根据权利要求18所述的水基压裂液组合物，其中，所述交联剂选自四正丙醇锆酸酯、四异丙醇锆酸酯、三乙醇胺锆、乙酰丙酮钛和三乙醇胺钛中至少一种。
20.一种水基压裂液，其特征在于，该水基压裂液由权利要求11-19中任意一项所述的压裂液组合物通过以下步骤配制得到：
1）将所述增稠剂、压裂助剂和水混合，得到基液；
2）将所述基液与交联剂混合，形成所述水基压裂液。
CN201810478579.0A 2018-05-17 2018-05-17 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液 Active CN110498867B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810478579.0A CN110498867B (zh) 2018-05-17 2018-05-17 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810478579.0A CN110498867B (zh) 2018-05-17 2018-05-17 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110498867A CN110498867A (zh) 2019-11-26
CN110498867B true CN110498867B (zh) 2021-08-03

Family

ID=68584935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810478579.0A Active CN110498867B (zh) 2018-05-17 2018-05-17 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110498867B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108641010B (zh) * 2018-06-25 2020-09-04 南京工业大学 一种改性韦兰胶的制备方法
NL2029164B1 (en) 2021-09-09 2023-03-23 Univ Delft Tech Modification of biopolymers using polyols and polyacids
CN114262353B (zh) * 2021-12-31 2023-11-07 昆山京昆油田化学科技有限公司 一种环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷及其制备方法和应用、压裂液交联剂、压裂液
CN116103031A (zh) * 2023-02-23 2023-05-12 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种高温温伦胶压裂液及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181105A (zh) * 1996-01-03 1998-05-06 S·C·约韩逊和逊公司 清洗组合物
CN101979414A (zh) * 2010-11-29 2011-02-23 大庆油田有限责任公司 羧甲基瓜尔胶合成方法
CN102226080A (zh) * 2011-04-26 2011-10-26 中国海洋石油总公司 一种压裂液及其制备方法
CN102391850A (zh) * 2011-08-19 2012-03-28 中国石油天然气股份有限公司 一种应用于天然气井的回收压裂液
CN103570844A (zh) * 2013-11-20 2014-02-12 南京工业大学 一种羧乙基韦兰胶的制备方法
CN103773352A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 四川川庆井下科技有限公司 一种泡排压裂液
CN104151443A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 南京工业大学 一种改性韦兰胶的制备方法
CN106867499A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 北京清水兰德油田技术服务有限公司 超高温环境下延迟交联的压裂液组合物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1181105A (zh) * 1996-01-03 1998-05-06 S·C·约韩逊和逊公司 清洗组合物
CN101979414A (zh) * 2010-11-29 2011-02-23 大庆油田有限责任公司 羧甲基瓜尔胶合成方法
CN102226080A (zh) * 2011-04-26 2011-10-26 中国海洋石油总公司 一种压裂液及其制备方法
CN102391850A (zh) * 2011-08-19 2012-03-28 中国石油天然气股份有限公司 一种应用于天然气井的回收压裂液
CN103570844A (zh) * 2013-11-20 2014-02-12 南京工业大学 一种羧乙基韦兰胶的制备方法
CN103773352A (zh) * 2014-01-08 2014-05-07 四川川庆井下科技有限公司 一种泡排压裂液
CN104151443A (zh) * 2014-08-13 2014-11-19 南京工业大学 一种改性韦兰胶的制备方法
CN106867499A (zh) * 2017-03-30 2017-06-20 北京清水兰德油田技术服务有限公司 超高温环境下延迟交联的压裂液组合物

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Boric acid incorporated on the surface of reactive nanosilica providing a nano-crosslinker with potential in guar gum fracturing fluid";Zhang zifeng 等;《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》;20170715;第134卷(第27期);第45037页 *
"Carboxylic modification of welan gum";Li Xin 等;《Journal of Applied Polymer Science》;20190831;第137卷(第36期);第48301页 *
"韦兰胶溶液的流变性及其影响因素研究";张喜凤 等;《西安石油大学学报(自然科学版)》;20160731(第4期);第88-91,121页 *
"马来酸酯葫芦巴胶稠化剂的制备及流变性能";董斌 等;《精细化工》;20151015;第32卷(第10期);第1162-1166页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110498867A (zh) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110498867B (zh) 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液
CN108047078B (zh) 三子阳离子粘弹性表面活性剂及其制备方法、应用以及清洁压裂液
CN110498868B (zh) 改性韦兰胶及其制备方法和水基压裂液组合物及水基压裂液
CA1269093A (en) Stabilized fracture fluid and crosslinker therefor
US4579942A (en) Polysaccharides, methods for preparing such polysaccharides and fluids utilizing such polysaccharides
US4031307A (en) Cationic polygalactomannan compositions
CA2630033C (en) Composition and method for thickening heavy aqueous brines
CN109971451B (zh) 一种压裂液用氧化石墨烯纳米交联剂及其制备方法
CN107722143B (zh) 一种醇醚改性瓜尔胶的制备方法和压裂液体系
CN111393538B (zh) 一种两性离子疏水改性瓜尔胶及其制备方法
MX2013001795A (es) Fluidos de servicio a pozos que comprenden un eter de celulosa.
JPS63268702A (ja) 陰イオンガムの四級アンモニウム塩
WO2007030460A2 (en) Hydrophobic polysaccharide derivatives
CN100999659A (zh) 一种接枝型压裂液及制备方法
CN110964496A (zh) 一种压裂液稠化增粘剂
CN104403655B (zh) 一种油田用压裂液及其制备方法
CN104292506A (zh) 一种超支化阻尼剂及其制备方法和应用
CN116478332B (zh) 一种滑溜水压裂液用聚合物稠化剂的制备方法和应用
CN109825276B (zh) 一种水基压裂液组合物和水基压裂液
JPS62243601A (ja) アニオンガムの第四級アンモニウム塩
US4677201A (en) Titanium-glycol useful as crosslinking agents for polygalactomannans
CN109825275B (zh) 水基压裂液组合物和水基压裂液
CN114806537A (zh) 一种压裂液交联剂及其制备方法
CN114854390A (zh) 一种多羟基超大亲水头基型粘弹性表面活性剂及其合成方法
CN107987181A (zh) 一种羟丙基可得然胶的制备方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant