[发明专利]基于瓜胶的酯化交联衍生物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及用于压裂液的稠化剂，尤其涉及一种基于瓜胶的酯化交联衍生物及其制备方法和用途。

背景技术

压裂作为油气藏的主要增产、增注措施已得到迅速发展和广泛应用，压裂液是压裂技术的重要组成部分。目前常用的压裂液主要为有机金属交联的植物胶压裂液，其中的稠化剂浓度大、水不溶物含量高，导致残渣含量高，对低渗气层伤害较大。

瓜胶原粉作为增稠剂使用时，水不溶物含量较高，溶解缓慢。从环境保护和防止地层岩缝损害出发，提出改性瓜胶获得瓜胶衍生物，从而获得性能更优异的增稠剂，但在瓜胶改性中，降低水不溶物含量和保持粘度之间存在矛盾，通常瓜胶衍生物的水不溶物明显降低时，其粘度也会降低。

有学者尝试使用环氧氯丙烷为交联剂制备交联瓜胶或其衍生物，虽获得较大的交联度，但所制得的交联瓜胶在水中溶解度不大，不适用于压裂液领域(唐洪波，王习光，李艳平.交联瓜尔胶制备工艺[J].食品科学，2012，16：014；陈娜丽，冯辉霞，赵霞，等.交联羧甲基瓜尔胶的制备[J].食品工业科技，2011，10：078.)。而甜菜碱两性离子瓜胶衍生物制备工艺复杂成本高。

因此存在改进基于瓜胶衍生物增稠剂的需要，使其能更有效的提高油气井产能，充分达到油气藏压裂的目的。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种基于瓜胶的酯化交联衍生物，尤其涉及一种瓜胶双酯化衍生物增稠剂。

本发明的另一个目的是提供基于瓜胶的酯化交联衍生物的制备方法。

本发明的又一个目的是基于瓜胶的酯化交联衍生物用于水基压裂液增稠的用途。

具体而言，本发明涉及以下技术方案：

1.一种基于瓜胶的酯化交联衍生物，其具有由下式表示的结构：

X1-O-C(O)-R-C(O)-O-X2

其中X1、X2可以相同或不同，表示瓜胶分子片段，R为二价的C₄-C₈直链脂肪族烷基或二价的C₆-C₁₀芳香族基团，所述二价的C₄-C₈直链脂肪族烷基或二价的C₆-C₁₀芳香族基团任选被选自C₁-C₆烷基，C₆-C₁₀芳基，C₁-C₆烷氧基，C₆-C₁₀芳氧基，卤素原子的取代基取代。

2.根据第1项所述的基于瓜胶的酯化交联衍生物，其通过瓜胶与二酯类化合物的酯交换反应形成。

本发明中，-C(O)-R-C(O)-O-是二酯类化合物的残基。

3.一种用于制备第1项所述的基于瓜胶的酯化交联衍生物的方法，包括：使瓜胶原粉与二酯类化合物在任选的酯交换反应催化剂的存在下反应。

4.根据第3项所述的方法，其中所述二酯类化合物为C₆-C₁₀直链脂肪族二羧酸和C₈-C₁₂芳香族二羧酸中至少一种的二酯，优选为己二酸二甲(乙)酯、癸二酸二甲(乙)酯、对苯二甲酸二甲(乙)酯、间苯二甲酸二甲(乙)酯、邻苯二甲酸二甲(乙)酯、萘二甲酸二甲(乙)酯中的一种或几种混合物。

本发明中，二甲(乙)酯表示二甲酯，二乙酯或甲、乙酯。

另外，二酯类化合物中二元酸残基上还可以具有另外的取代基。在不产生严重影响二酯类化合物与瓜胶的酯化交联反应的情况下，可以考虑其空间位阻和反应性，选择任何取代基，这样的取代基优选包括C₁-C₆烷基，C₆-C₁₀芳基，C₁-C₆烷氧基，C₆-C₁₀芳氧基，卤素原子，等，

5.根据上述任一项所述的方法，其中所述酯交换反应催化剂为碱性催化剂或阳离子交换树脂。

6.根据上述任一项所述的方法，其中所述碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、乙二胺、三乙胺中的一种或几种。

7.根据上述任一项所述的方法，其中在酯交换反应前将瓜胶原粉干燥并溶于有机溶剂。

8.根据上述任一项所述的方法，其中所述有机溶剂为DMF、DMSO、环己酮、甲戊酮中的一种或几种的混合物。