[发明专利]一种酸性条件下快速分散增粘的压裂增稠剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种酸性条件下快速分散增粘的压裂增稠剂及其制备方法，其特征在于：所述增稠剂是由瓜尔胶在碱性条件下进行三步醚化反应得到，分别是氯烷基醇、环氧烷烃和阴离子醚化改性反应处理，之后用酸中和，醇水洗涤，固液分离，碾压粉碎，干燥。本发明提供了快速分散和增粘，而且具有较强增稠能力、耐温、抗剪切能力的瓜尔胶压裂增稠剂，该增稠剂在酸性条件下，3分钟达到最终粘度的90％以上，即配即用，满足了现场连续混配的要求，大大节省了液体成本的同时，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及一种改性瓜尔胶增稠剂，具体地涉及一种能够在酸性和中性溶液中快速分散和增粘的改性瓜尔胶增稠剂，更具体的，本发明涉及一种可用于碱敏性地层的压裂改造作业的压裂增稠剂，能够在低温条件下，3分钟内达到最终粘度的90％以上，能够满足现场连续混配的要求，以及所述的增稠剂的制备方法。

背景技术

水力压裂是致密油气藏油气产量的主要增产技术手段，压裂液作为造缝和携带支撑剂的介质，是压裂工艺的重要组成部分，压裂液发展方向体现三个特点：低浓度、低成本和低伤害。目前应用的主要是水基压裂液，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。目前使用的增稠剂主要是瓜尔胶及其衍生物。近年来出现的羟丙基瓜尔胶、羟乙基瓜尔或者低聚醚化的羟烷基瓜尔胶尽管有很好的耐盐性，但是不能在酸性条件下有效交联形成冻胶，而且常规形成的冻胶耐高温能力有限，使用温度在120℃以上时，需要瓜尔胶的浓度很大，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；羧甲基瓜尔胶、羟烷基阳离子瓜尔胶和羧甲基羟丙基瓜尔胶等离子化瓜尔胶在油气田压裂都有不同程度的应用，特别是羧甲基瓜尔胶和羧甲基羟丙基瓜尔胶有着很好的耐温耐剪切能力，可耐180℃，甚至更高的温度，而且与钛锆等金属交联剂能在酸性条件形成很好的冻胶，但是在酸性条件下，羧酸甲基和磺酸基没有象羧酸盐甲基和磺酸盐在瓜尔胶分子链上产生的很强的离子间排斥作用，分子链间的间隙不够使得水分子在分子链间的渗入速度不够快，从而影响了其水化速度，同时流变性能会受盐的影响。众所周知，连续混配可以提高压裂施工效率，消除压裂液浪费，减小环境污染，目前作为大型水平井以及工厂化作业的重要的配液技术。羧甲基瓜尔胶和羧甲基羟丙基瓜尔胶因为配制时速溶性能不理想，容易起鱼眼而影响施工质量，很难达到连续混配施工的要求。

综上所述，针对碱敏性地层，缺乏一种酸性条件下能快速分散快速增粘而且具有较强增粘能力及耐高温(120℃以上)、抗盐、抗剪切性以及低残渣量的瓜尔胶压裂增稠剂。因此，本领域迫切需要开发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来实现现场大规模配液条件下的快速连续混配作业。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种能在低温条件下速溶，特别是在酸性条件下速溶，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，该增稠剂是在得到低聚羟烷基醚化瓜尔胶的基础上，再在低聚羟烷基醚化的末端羟基上接上耐高温的阴离子基团，在瓜尔胶分子链上形成了很长的改性支链，增加了分子链间的间隙，有效提高了水化速度，并能够满足碱敏性油气储层开发现场大规模配液条件下的快速连续混配作业。该增稠剂的水不溶物低于2.5％，残渣含量低于80mg/L，工作温度从常温到200℃，具有耐高温、抗盐、低残渣等优点。

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瓜尔胶在碱性条件下进行三次醚化改性得到。

在本发明的一个具体实施方式中，所述三次醚化改性包括：

单种或多种氯烷基醇醚化；

单种或多种环氧烷烃醚化；