一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂制造技术

本发明专利技术公开了一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂，其特征在于：所述在PH>9.0的碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂配置用水包括PH＞9.0的压裂液返排液、PH＞9.0的采油采气回注水，PH＞9.0的配液用水。本发明专利技术改变了目前普通瓜尔胶在碱性水、碱性返排液或碱性回注水中溶解慢、粘度释放缓慢的问题，在PH>9.0碱性条件下，3min粘度释放率在90％以上，可以满足连续混配的压裂施工要求，改善施工的方便性和提高了压裂液PH值的均匀性，提高压裂施工的平稳性和施工成功率，降低了对返排液的污水处理要求。

【技术实现步骤摘要】
一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂
本专利技术涉及一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂，该压裂增稠剂主要应用在 配置压裂液。
技术介绍
压裂增稠剂是压裂施工中的关键材料。压裂增稠剂目前使用较多的是瓜尔胶。瓜 尔胶最早的生产工艺，是将瓜尔胶片粉碎或对瓜尔胶片进行碾压处理而直接使用。随着瓜 尔胶应用领域的不断扩张，对瓜尔胶的应用性能提出更高的要求，在瓜尔胶产品的加工过 程中，对瓜尔胶进行特殊功能的改性和表面处理也变得越来越多，通过这样的手段，改善了 瓜尔胶粉体在水中分散不均，增粘慢的弊端，而且应用的性能也不断的完善。 目前，压裂施工中配制压裂增稠剂通常对使用的水源水质有特殊的要求，譬如：水 的矿化度，二价离子含量，PH值等。通常使用水的PH〈8的水源，这样有利于瓜尔胶的快速分 散和增粘，提高瓜尔胶的利用效率。瓜尔胶类压裂增稠剂在PH > 9. 0的碱性条件下配液， 存在增粘速度慢和因分散性不好而起鱼眼的问题，这样的问题限制了油田压裂现场部分 水资源的利用。 近年，随着石油和天然气开采的快速升温，油田压裂生产作业任务不断增加。在压 裂生产作业中，对水资源的消耗较大，在缺水地区，压裂作业用水给本来就紧张的水资源利 用增加负担更为明显。压裂作业作为水资源消耗的大户，同时压裂液返排液也是水资源污 染的大户，每次压裂施工大约有30 %压裂液破胶液返排回地面，称之为返排液。返排液因含 有多种成份且显碱性，不能直接用于重复配液，从而成为污染环境的废水，需要转运到专业 的水处理厂处理后才能排放，这样的过程耗费大量的人力和物力。 在采油和采气过程中产生大量的地层水，也是油田现场可重复利用的重要水资 源，但因为增产措施开发中的压裂、碱驱、表面活性剂碱驱、聚合物表面活性剂碱驱，返排到 地面的地层水通常显碱性，限制了作为压裂液配液用水使用的可能性。 除此之外，在油田的部分压裂施工中，采用先配置瓜尔胶压裂增稠剂溶液，后添加 PH值调节剂调整增稠剂溶液的PH值。该方法在实际的施工中，由于储存罐中的瓜尔胶增稠 剂溶液粘度高，泵循环阻力较大，PH值调节剂混合均匀度不好，导致后续交联不稳定，影响 压裂施工的稳定性和施工成功率。如果瓜尔胶压裂增稠剂能在碱性条件下快速增粘，PH值 调节剂可预先加入水中循环均匀，再加入瓜尔胶压裂增稠剂，将克服因 PH值不均匀对压裂 施工带来的影响，提高施工的便捷性和施工成功率。 综上所述，开发在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂意义重大，它的成功开发将 缓解油田压裂现场水资源匮乏的矛盾，使现场大量的水资源得到重复利用，减少了环境污 染和施工成本。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种在碱性条件能快速增粘的压裂增稠剂。 本专利技术的第二个目的在于提供的压裂增稠剂在PH > 9. 0的碱性条件，PH>9. 0用 于压裂液增稠剂配制的水溶液、PH>9. 0的瓜尔胶及其瓜尔胶衍生物为增稠剂的压裂液体系 返排液、PH>9. 0的采油采气回注水。 本专利技术的第三个目的提供了 PH > 9. 0的碱性条件能快速增粘的压裂增稠剂的制 备过程。 本专利技术第一个目的所提供的压裂增稠剂为缩醛化处理的改性瓜尔胶产品，产品的 醛含量在〇. 05% -5. 0%之间，缩醛化见下面的制备过程。 改性瓜尔胶包括羟丙基瓜尔胶，羟丙基取代度（DS)0. 05 - 0. 80,取代度（DS)在 0. 3 - 0. 5之间为效果最佳；羧甲基瓜尔胶，羧甲基取代度（DS)0. 01 - 0. 80、取代度（DS) 在0. 1 - 0. 3之间为效果最佳；羟丙基羧甲基瓜尔胶，羟丙基取代度（DS) 0. 05 - 0. 80,羧甲 基取代度（DS)0. 01 - 0. 80,其中羟丙基取代度（DS)0. 2 - 0. 40,羧甲基取代度（DS)0. 1 - 0.30时效果最佳。本专利技术所述的取代度为摩尔取代度。 本专利技术目第二个目的对碱性条件快速增粘压裂增稠剂的应用重点在压裂液的配 制，配置的用水包括PH > 9. 0水、PH > 9. 0的压裂液返排液、PH > 9. 0的采油采气回注水， 水中不应含有与瓜尔胶及其瓜尔胶衍生物起交联作用的金属离子，譬如：硼离子和其它硼 酸盐，如果有这样的离子会影响粘度的释放速率。 本专利技术第三个目的PH > 9. 0的碱性条件能快速增粘的压裂增稠剂的制备过程，主 要如下：1)将瓜尔胶原料投入到反应釜中；2)除氧；3)加入碱性水溶液；4)升温；5)加入 反应醚化剂；6)中和洗涤，同时进行缩醛表面处理剂；7)离心、干燥、粉碎、筛分得到产品。 上述制备过程中瓜尔胶原料可以为瓜尔胶片或瓜尔胶粉；醚化剂主要为环氧丙 烷、氯乙酸或氯乙酸钠；中和洗涤溶剂主要为水、乙醇、异丙醇、丙酮或以上溶剂的混合溶 液；中和所用酸为磷酸、盐酸、硫酸、柠檬酸、醋酸或以上酸的混合酸；缩醛表面处理所用醛 为乙二醛或戊二醛，使用量为0.05% -5.0%。 综上所述，本专利技术提供了一种在碱性条件能快速增粘的压裂增稠剂、压裂增稠剂 在压裂液配制中，重点应用在PH > 9. 0的配液用水，包括PH > 9. 0水、PH > 9. 0的压裂液 返排液、PH > 9. 0的采油采气回注水，除此之外，还提供了压裂增稠剂的制备过程。本专利技术 的压裂增稠剂使用有以下几方面的优点： 1、压裂增稠剂在PH > 9. 0的碱性条件能快速增粘，3min粘度释放率在90%以上， 可满足连续混配压裂施工的要求。 2、PH > 9. 0的压裂液返排液和PH > 9. 0的采油采气回注水不经中和处理直接配 液，缓解水资源紧张的矛盾，减少对环境的污染，降低施工成本。 3、对压裂施工中需要用PH值调节剂调整基液PH的压裂施工，通过先调整水的PH， 再配制压裂增稠剂，改善了施工的方便性和压裂液PH值的均匀性，提高压裂施工的平稳性 和施工成功率,降低成本的优势也很明显。 4、压裂增稠剂具有水不溶物低，水不溶物< 2. 0%，酸性，中性条件下增粘缓慢的 优点。 【具体实施方式】 下面就具体的实施案例对本专利技术的过程进行说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂，其特征在于：所述该压裂增稠剂为缩醛表面处理的改性瓜尔胶，所述压裂增稠剂可以直接使用碱性的压裂液返排液，碱性的采油采气回注水作为压裂液配液用水，所述在PH>9.0的碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂配置用水包括PH＞9.0的压裂液返排液、PH＞9.0的采油采气回注水，PH＞9.0的配液用水。

【技术特征摘要】
1. 一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂，其特征在于：所述该压裂增稠剂为缩醛 表面处理的改性瓜尔胶，所述压裂增稠剂可以直接使用碱性的压裂液返排液，碱性的采油 采气回注水作为压裂液配液用水，所述在PH>9. 0的碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂配 置用水包括PH > 9. 0的压裂液返排液、PH > 9. 0的采油采气回注水，PH > 9. 0的配液用 水。2. 根据权利要求1所述的一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂，其特征在于：所 述缩醛表面处理工艺所用醛为戊二醛和乙二醛。3. 根据权利要求1所述的一种在碱性条件下快速增粘的压裂增稠剂，其特征在于：所 述改性瓜尔胶产品包括羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟丙基羧甲基瓜尔胶，产品的醛含量 在 0.05% -5.0%之间。4. 根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：白岩，何建平，胡传智，陈卫平，崔俊杰，吴志明，陆辉，孙雪莲，唐志娟，尹恒，宫大军，何俊，凌潜，
申请(专利权)人：昆山京昆油田化学科技开发公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32