[发明专利]羟乙基羧甲基魔芋增稠剂

说明书

羟乙基羧甲基魔芋增稠剂是一种在石油、天然气钻探、开采过程中，对一切油、气井进行水基压裂、酸化压裂，泡沫压裂、钻井、完井、洗井、固井等施工作业中作为工作液使用，起到增粘、胶凝、降阻作用的产品。

增稠剂有改性植物胶和聚合物化学胶两类，在该技术领域中，目前普遍而大量的增稠剂是改性植物胶，据已有技术《羟烷基羧甲基与羟烷基田菁粉》（华东石油学院报1978.NO.3P1-28）所述，羟烷基酸甲基田菁增稠剂是由植物田菁粉，氯乙醇或环氧烷基，氯乙酸反应而成的产品，只能用于井温低于90℃的条件，增稠效果才好，井温超过90℃后，增稠效果明显下降，粘度变低滤失量大，对油气层伤害严重，水不溶物多、残渣量高、耐温性差、抗剪切能力急据下降，不能满足现场施工要求，又据已有技术〈油气勘探开发科技资料-国外压裂酸化技术现状〉（石油工业部科学技术情报研究所1978NO4，P11）所述羟烷基胍胶，在上述各种性能均能满足施工要求但国内没有胍胶这种植物，更没有羟烷基胍胶产品出售，自查近二十年〈美国化学文摘〉末见有羟乙基羧甲基魔芋增稠剂的文献报导。

鉴于上述已有技术存在的问题，本发明的目的是：发明一种用于在钻探开采石油、天然气中对一切油气井进行水基压裂、酸化压裂、泡沫压裂、钻井、完井、固井等施工中能在120℃以下各种井温条件下都具有增稠效果好，粘度高、滤失量低、水不溶物少，耐温性能好，抗剪切性能优良并具有原料在国内易得，成本低的羟乙基羧甲基魔芋增稠剂。

本发明的羟乙基羧甲基增稠剂是由国产天南星科多年生草本植物，俗名魔芋（英文名ElePhant-foetyam;SuranKonjak等，学名AMOrPhOPnallus，Blume），结构式为：

的粉剂与氯乙醇（化学纯）或环氧乙烷（实验试剂），氯乙酸（分析纯）在碱类（优级纯）作催化剂，醇类（99.5%化学纯）作溶剂，按一定配比，在一定时间，一定温度下反应其主要反映历程可描述为：

[M-]-OH+NaOH→[M-]-O-Na+H₂O

[M-]-O-Na+Cl-(CH₂)₂OH→[M-]-O-(CH₂)₂OH+NaCl

[M-]-O-Na+ClCH₂COOH+NaOH→[M-]-CH₂COONa+NaCl+H₂O

本发明的羟乙基羧甲基魔芋增稠剂的配比（按重量比）为，魔芋粉，氯乙醇或环氧乙烷∶氯乙酸∶醇类溶剂∶水∶碱类催化剂是100∶5～40∶0.1～25∶100～600∶50～250∶5～35，反应温度30～80±2℃，反应时间2～10小时，产物经抽滤，洗涤、干燥后即可制得羟乙基羧甲基魔芋增稠剂。

本发明的羟乙基羧甲基魔芋增稠剂，具有比现使用的任一种植物胶增稠剂在井温120℃以下使用中具有粘度高，滤失量低，对油气层伤害小，水不溶物少，残渣量低，耐温性能好，抗剪切性能高，原料国内广泛，易得的特征。

本发明所例举实施例具体实施步骤均为：按设计用量依次将魔芋粉、氯乙醇或环氧乙烷、氯乙酸、醇类加入三口烧瓶中，然后将三口烧瓶移入已调至反应温度的恒温槽内，在搅拌下，通过分液漏斗向三口烧瓶内滴入碱液（由所需加入量溶于适量水配成）碱液在30～40分钟内滴完，然后盖上瓶塞，在反应温度下反应所需时间。反应结束后，将产品抽滤，醇溶剂洗涤，真空干燥后即制得本发明产品。本发明实施例效果评价是用RV₂流变仪，30℃，437.5S-1条件下测定反应物0.72%水溶液粘度。

例一：（按重量比）

魔芋粉∶氯乙醇或环氧乙烷∶氯乙酸∶碱类∶水∶醇类为：

100∶5∶0.1∶5∶50∶100;反应温度30±2℃，反应时间2小时，反应产物粘度≥10mpa.S。

例二：（按重量比）

魔芋粉∶氯乙醇或环氧乙烷∶氯乙酸∶碱类∶水∶醇类为：

100∶40∶25∶35∶250∶600;反应温度80±2℃，反应时间10小时，反应产物粘度≥60mpa.S。

例三：（按重量比）

魔芋粉∶氯乙醇或环氧乙烷∶氯乙酸∶碱类∶水∶醇类为：

100∶25∶10∶20∶100∶200;反应温度40±2℃，反应时间4小时，反应产物粘度≥40mpa.S。