專利名稱：一種低分子植物膠的制備方法
技術領域：
本發明涉及通過利用物理或化學的方法，使高分子的植物膠斷鏈而成為低 分子植物膠的制備方法。
背景技術：
目前，在油氣田壓裂改造中所使用的壓裂液主要是以高分子為增稠劑的壓裂 液，普遍存在如下的缺點
1、 在壓裂液中必須使用過氧化物、生物酶等破膠劑，以便壓裂液中的高分 子在地層降解，使壓裂液粘度降低，有利于其從地層返排至地面。
2、 由于壓裂液中必須使用破膠劑，破膠劑在壓裂過程中始終降低著壓裂液 的粘度，影響著施工的可靠性。
3、 壓裂液在地層中所形成的濾餅及其周圍的濃縮液不能破膠或只有部分破 膠，在地層支撐裂縫中容易殘留高分子，對支撐裂縫造成嚴重的污染。
4、 壓裂液在壓裂施工完成后返排至地面的破膠液不可再用，如果不對其進
行有效處理，易對環境造成污染。
發明內容
為克服現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種分子量在1-40 萬的低分子植物膠的制備方法。利用該方法制成的壓裂液進行施工后，可以減 少壓裂液在地層所形成濾餅而造成的傷害，也可以對返排至地面的液體回收處 理而作為壓裂液重復進行利用。
為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為 一種低分子的植物膠的制
4備方法，其特殊之處在于采用化學的降解方法，使植物膠的高分子鏈部分斷 裂，從而達到降低分子量，獲得低分子植物膠；
(1) 化學反應重量配比為
水 30 140份 乙醇 200 400份
植物膠 100份
無機堿 2 30份
無機或有機酸 2 30份
(2) 化學反應工藝步驟為-
按照上述化學反應配比，首先在帶有攪拌器的密閉容器中加入乙醇，啟動 攪拌器，緩慢加入植物膠攪拌三分鐘后，再依次加入水、含量(重量)為30% 無機或有機酸，攪拌加熱至55t:，保持在55士5-C的溫度下反應2小時，然后 降溫至3(TC以下，再加入含量(重量)為30%的無機堿溶液，攪拌10分鐘，離 心、過濾，將固相和液相分離，對固相進行干燥，除去水分，即為低分子植物 膠；
上述的植物膠指的是瓜爾膠、香豆膠、田菁膠、蘑芋膠或含有半乳糖或甘 露糖的植物膠或它們的化學、物理改性衍生物，以及纖維素類植物膠或它們的 化學改性衍生物；
上述的無機堿是指鈉、鉀的氫氧化物或堿性鹽，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、 碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀；
上述的無機或有機酸是指各類能溶于水的無機或有機酸，如硫酸、鹽酸、 乙酸、甲酸。
與現有技術相比，本發明的優點如下1、 壓裂液無需使用破膠劑，因而在泵送過程中避免了壓裂液的持續降粘， 具有非常穩定的流變性能。
2、 在壓裂之后，它依靠地層的原有pH環境，使壓裂液體系降解至短分子 鏈，可以清潔支撐裂縫并將其傷害降至最低。
3、 對這種壓裂液的返排液進行回收，可以重新作為壓裂液使用，減少了廢 液排放的污染，可以節省大量的水和化學添加劑。對于水源不足的干旱地區， 不僅可以節約寶貴的水資源，還可有效縮短施工作業時間。
具體實施例方式
一種低分子的植物膠的制備方法，其采用化學的降解方法，使植物膠的高 分子鏈部分斷裂，從而達到降低分子量，獲得低分子植物膠；
(1) 化學反應重量配比為
水 30 140份 乙醇 200 400份
植物膠 100份
無機堿 2 30份
無機或有機酸 2 30份
(2) 化學反應工藝步驟為
按照上述化學反應配比，首先在帶有攪拌器的密閉容器中加入乙醇，啟動 攪拌器，緩慢加入植物膠攪拌三分鐘后，再依次加入水、含量(重量)為30% 的無機或有機酸溶液，攪拌加熱至55°C，保持在55土5r的溫度下反應2小時， 然后降溫至3(TC以下，再加入含量(重量)為30%的無機堿溶液，攪拌10分鐘， 離心、過濾，將固相和液相分離，對固相進行干燥，除去水分，即為低分子植 物膠；上述的植物膠指的是瓜爾膠、香豆膠、田菁膠、蘑芋膠或含有半乳糖或甘 露糖的植物膠或它們的化學、物理改性衍生物，以及纖維素類植物膠或它們的 化學改性衍生物；
上述無機堿是指鈉、鉀的氫氧化物或堿性鹽，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳 酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀；
上述無機或有機酸是指各類能溶于水的無機或有機酸，如硫酸、鹽酸、乙 酸、甲酸。 實施例1 :
在帶攪拌器的密閉容器中加入200份乙醇，啟動攪拌器，緩慢加入100份 的羥丙基瓜爾膠粉后攪拌三分鐘，然后依次加入40份的水、8份含量(重量) 為30%的工業鹽酸，攪拌、加熱至55t:，保持在55土5'C的溫度下反應2小時， 降溫至30°C以下，加入2份含量(重量)為40%的氫氧化鈉溶液，攪拌10分鐘， 離心、過濾，將固相和液相分離，對固相進行干燥，除去水分，即為低分子羥 丙基瓜爾膠。 實施例2 :
在帶攪拌器的密閉容器中加入200份乙醇，啟動攪拌器，緩慢加入100份 的瓜爾膠粉后攪拌三分鐘，然后依次加入40份的水、6份含量(重量)為30% 的乙酸溶液，攪拌、加熱至55t:，保持在55土5t:的溫度下反應2小時，降溫 至3(TC以下，加入2份含量為40%的氫氧化鉀溶液，攪拌10分鐘，離心、過濾， 將固相和液相分離，對固相進行干燥，除去水分，即為低分子瓜爾膠。 實施例3 :
在帶攪拌器的密閉容器中加入200份乙醇，啟動攪拌器，緩慢加入100份 的香豆膠粉后攪拌三分鐘，然后依次加入40份的水、12份含量(重量)為30%的工業鹽酸，攪拌、加熱至55。C，保持在55士5。C的溫度下反應2小時，降溫至3(TC以下，加入3份含量(重量)為40%的碳酸氫鈉溶液，攪拌10分鐘，離心、過濾，將固相和液相分離，對固相進行干燥，除去水分，即為低分子香豆膠。
權利要求
1、一種低分子植物膠的制備方法，其采用化學的降解方法，使植物膠的高分子鏈部分斷裂，而獲得低分子植物膠；(1)化學反應重量配比為水 30～140份乙醇 200～400份植物膠 100份無機堿 2～30份無機或有機酸 2～30份(2)化學反應工藝步驟為按照上述化學反應配比，首先在帶有攪拌器的密閉容器中加入乙醇，啟動攪拌器，緩慢加入植物膠攪拌三分鐘后，再依次加入水、無機或有機酸，攪拌加熱至55℃，保持在55±5℃的溫度下反應2小時，然后降溫至30℃以下，再加入無機堿溶液，攪拌10分鐘，離心、過濾，將固相和液相分離，對固相進行干燥，除去水分，即為低分子植物膠。
2、 根據權利要求1所述的一種低分子植物膠的制備方法，其特征在于所述的植物膠指的是瓜爾膠、香豆膠、田菁膠、蘑芋膠或含有半乳糖或甘露糖的 植物膠或它們的化學、物理改性衍生物，以及纖維素類植物膠或它們的化學改 性衍生物；
3、 根據權利要求1所述的一種低分子植物膠的制備方法，其特征在于所 述的無機堿是指鈉、鉀的氫氧化物或堿性鹽，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、 碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀。
4、根據權利要求1所述的一種低分子植物膠的制備方法，其特征在于所 述的無機或有機酸是指各類能溶于水的無機或有機酸，如硫酸、鹽酸、乙酸、 甲酸。
全文摘要
本發明涉及通過利用物理或化學的方法，使高分子的植物膠斷鏈而成為低分子植物膠的制備方法。目前，在油氣田壓裂改造中所使用的壓裂液主要是以高分子為增稠劑的壓裂液，其在施工中影響可靠性，并且容易對環境造成污染。本發明通過采用化學降解的方法，將高分子的植物膠在乙醇、水溶液中，通過與無機堿、無機酸或有機酸進行化學反應，而使高分子植物膠的高分子鏈部分斷裂，從而獲得分子量在1-40萬的低分子植物膠。并且其低分子植物膠在作為壓裂夜使用時，不但在施工后可以對返排液進行回收，并且可重新再次使用節省大量的水資源和化學劑的使用，有效減少和避免了廢棄液排放對環境造成的污染。
文檔編號C09F1/00GK101475775SQ200910020939
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月16日 優先權日2009年1月16日
發明者華 萬, 廉玉起, 強 李, 彪 杜, 楊海燕, 汪義發, 牛俊峰, 王俊旭, 芳 程, 璇 謝 申請人:慶陽長慶井下油田助劑有限責任公司