一種改性香豆膠壓裂液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油開采技術領域，具體涉及一種改性香豆膠壓裂液及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 水力壓裂是用于提高低滲透率油氣層生產能力的技術措施，在壓裂施工過程中， 壓裂液性能的好壞直接關系到壓裂施工的成敗和壓后增產效果。目前，由于使用方便、性 能穩定，水基壓裂液仍是壓裂液的主體，水基壓裂液增稠劑多為瓜爾膠、瓜爾膠衍生物等物 質。隨著植物膠價格走高，植物膠作為稠化劑的成本越來越高，且植物膠有耐鹽性不佳、儲 層傷害較大等缺點。
[0003] 香豆膠是一種能夠替代植物膠的廉價易得、性能優良的生物多糖稠化劑，但是香 豆膠溶解較慢且殘渣較多，作為壓裂液稠化劑在配液過程中產生不溶解物質的聚集體，并 在壓裂后對儲層造成傷害。
【發明內容】
[0004] 為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種改性香豆膠壓裂液，其是以香 豆膠的改性衍生物為稠化劑，該壓裂液具有高粘度、耐溫、耐剪切、耐堿、易破膠的優點。
[0005] 本發明的另一目的在于提供上述改性香豆膠壓裂液的制備方法。
[0006] 為達到上述目的，本發明提供了一種改性香豆膠壓裂液，以重量份計，其包括以下 組分：稠化劑0. 15-1. 0份、交聯劑0. 2-0. 8份、破膠劑0. 05-5. 0份、水100份；
[0007] 所述稠化劑為香豆膠羥基化衍生物和香豆膠羧甲基化衍生物中的一種或兩種的 組合。
[0008] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述交聯劑為有機硼鋯類添加劑，所述破膠 劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉和過硫酸銨中的一種或幾種的組合。更優選地，所述有機硼鋯類添 加劑為北京華油科隆開發公司生產的XDJL。
[0009] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述香豆膠羥基化衍生物是通過以下方法 制備的：
[0010] 將50-100重量份的香豆膠加入到由5-25重量份的堿性物質和100-200重量份的 有機溶劑組成的混合物中，攪拌下反應1-3小時；
[0011] 反應結束后加熱反應產物至60-80°C，滴加30-60重量份的環氧烷烴，滴加完畢 后，攪拌下反應4-8小時后靜置冷卻至室溫，再加入無機酸調節pH至6. 0-8. 0 ;
[0012] 將調節pH后的反應產物用丙三醇進行沉淀，然后過濾，將過濾得到的固體在 80-90°C下干燥至恒重后碾磨成粉，使用120-200目篩過篩后得到所述香豆膠羥基化衍生 物。
[0013] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述環氧烷烴為環氧丙烷和環氧丁烷中的 一種或兩種的組合。
[0014] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述香豆膠羧甲基化衍生物是通過以下方 法制備的：
[0015] 將50-100重量份的香豆膠加入到100-200重量份的有機溶劑中，在攪拌下滴加 10-20重量份濃度為3-10wt%的堿性物質溶液，常溫下堿化2-4小時；
[0016] 向堿化后的溶液中加入5-20重量份的有機酸，控制反應溫度為50-80°C，攪拌下 反應12h后冷卻至室溫，加入無機酸調節pH值至6. 0-8. 0,過濾得到固相產物，固相產物用 無水乙醇洗滌后在80-90°C下干燥至恒重后碾磨成粉，得到所述香豆膠羧甲基化衍生物。
[0017] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述有機酸為草酸、酒石酸、羧酸中的一種 或幾種的組合。
[0018] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述堿性物質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸 鈉中的一種或幾種的組合。
[0019] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述有機溶劑為異丙醇、丙醇、乙醇、乙二醇 中的一種或幾種的組合。
[0020] 在上述改性香豆膠壓裂液中，優選地，所述無機酸為鹽酸和硫酸中的一種或兩種 的組合。
[0021] 本發明另外提供了上述改性香豆膠壓裂液的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0022] 在攪拌條件下，向100重量份的水中加入0. 15-1. 0重量份的稠化劑，然后攪拌 20min，得到改性香豆膠稠化劑水溶液；
[0023] 在攪拌條件下，向上述改性香豆膠稠化劑水溶液中加入0. 2-0. 8重量份的交聯 劑，攪拌混合均勻，得到改性香豆膠壓裂液凍膠；
[0024] 在攪拌條件下，向上述改性香豆膠壓裂液凍膠中加入0. 05-5. 0重量份的破膠劑， 攪拌混合均勻，得到改性香豆膠壓裂液。
[0025] 在壓裂作用過程中，本發明提供的改性香豆膠壓裂液的各組成成分事先可以不混 合在一起，而在壓裂作用過程中進行混合，首先將稠化劑與水混合得到改性香豆膠稠化劑 水溶液，然后再根據實際作業需要加入，在壓裂施工過程中，先后加入交聯劑和破膠劑。該 壓裂液的制備與壓裂作業可以是結合在一起的。
[0026] 本發明提供的改性香豆膠壓裂液中的稠化劑是生物多糖，其是香豆膠的改性衍生 物。通過改性得到的改性香豆膠溶解速度加快、殘渣明顯減少。使用改性香豆膠配制得到 的改性香豆膠壓裂液具有高粘度、耐溫、耐剪切、耐堿、易破膠的優點，是一種廉價易得、易 于操作的新型壓裂液，可用于各種類型儲層的壓裂施工的各個階段，尤其適合低滲透油田， 易傷害儲層的壓裂開采。
【附圖說明】
[0027] 圖1為實施例3-5的改性香豆膠稠化劑水溶液的表觀粘度值變化曲線；
[0028] 圖2為實施例3的改性香豆膠壓裂液60°C耐溫耐剪切曲線；
[0029] 圖3為實施例4的改性香豆膠壓裂液90°C耐溫耐剪切曲線；
[0030] 圖4為實施例5的改性香豆膠壓裂液120°C耐溫耐剪切曲線；
[0031] 圖5為實施例3-5的改性香豆膠壓裂液的耐堿曲線；
[0032] 圖6為實施例3的改性香豆膠壓裂液的破膠曲線；
[0033] 圖7為實施例4的改性香豆膠壓裂液的破膠曲線；
[0034] 圖8為實施例5的改性香豆膠壓裂液的破膠曲線。
【具體實施方式】
[0035] 為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技 術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。
[0036] 實施例1
[0037] 本實施例提供了一種香豆膠羥基化衍生物，其是通過以下步驟制備的：
[0038] 將50重量份的香豆膠加入到5重量份的氫氧化鈉和100重量份的異丙醇組成的 混合物中，攪拌反應1. 5小時；
[0039] 然后加熱反應產物至60°C，滴加50重量份的環氧丙烷，滴加完畢后，攪拌反應5小 時后靜置冷卻至室溫，再緩慢加入鹽酸至pH為6. 0-8. 0 ;
[0040] 將調節pH后的反應產物用丙三醇進行沉淀，然后過濾，將過濾得到的固體在 80-90°C下干燥至恒重后碾磨成粉，使用120-200目篩過篩后得到香豆膠羥基化衍生物。
[0041] 實施例2
[0042] 本實施例提供了一種香豆膠羧甲基化衍生物，其是通過以下步驟制備的：
[0043] 將100重量份的香豆膠加入200重量份的乙二醇中，在攪拌下逐滴加入15重量份 濃度為5wt%的氫氧化鉀溶液，在常溫下堿化2. 5小時；
[0044] 向堿化后的溶液中緩慢加入8. 5重量份的草酸，控制反應溫度為80°C，攪拌下反 應12h后冷卻至室溫，邊攪拌邊加入硫酸將pH調至6. 0-8. 0,然后過濾得到固相產物，固相 產物用無水乙醇洗滌后置于恒溫干燥箱內，在80-90°C下干燥至恒重后碾磨成粉，得到香豆 膠羧甲基化衍生物（羧甲基香豆膠）。