專利名稱：捏合法制備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田上壓裂技術(shù)中以瓜爾膠片為原料通過(guò)捏合法來(lái)生產(chǎn)一種含疏水基和 羧甲基的胍爾膠聚合物，即捏合法制備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法。背景技術(shù)：
目前油田上壓裂技術(shù)是常規(guī)的增產(chǎn)技術(shù)，是將儲(chǔ)層壓出裂縫，從而增產(chǎn)。壓裂時(shí)所用的 壓裂液要具備一定的性能，具有高的粘度、高的抗剪切性、高強(qiáng)的攜沙性和破膠無(wú)殘?jiān)沫h(huán) 保性等性能。高的粘度以便其造縫，只有高的粘度才能使裂縫達(dá)到所需的寬度和深度。稠化 劑作為水基壓裂液的主劑，用以提高壓裂液的粘度，降低壓裂液濾失，懸浮和攜帶支撐劑。目前油田上壓裂使用的稠化劑主要是羥丙基瓜爾膠，普遍存在如下的缺點(diǎn)
1、由于受羥丙基瓜爾膠的改性程度限制，以其為稠化劑的壓裂液體系破膠殘?jiān)?高，一般在350mg/L以上。2、羥丙基瓜爾膠壓裂液經(jīng)過(guò)高剪切后粘度恢復(fù)較慢，抗高剪切性能較弱。上述因素在一定程度上影響了壓裂改造效果。在國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)上查得2008年11月12日公告了“一種用于水基壓裂液的 稠化劑及其生產(chǎn)方法”的專利，專利號(hào)CN200610138449. X。該稠化劑是由丙烯酰胺單體與 其它烯烴類單體根據(jù)間歇法聚合而成的，所述其它烯烴類單體為陰離子型單體、陽(yáng)離子型 單體、親水性非離子型單體、疏水性非離子型單體中的多種，所述間歇法包括依次進(jìn)行的催 化、微波加熱和紫外光照射。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以瓜爾膠片為原料通過(guò)捏合法來(lái)生產(chǎn) 一種含疏水基和羧甲基的胍爾膠聚合物。同時(shí)申請(qǐng)人力圖在原專利(醇基壓裂液，專利號(hào) CN20051004^33.5)的基礎(chǔ)上，研制一種新的含疏水基和羧甲基的胍爾膠聚合物。利用該方 法制成的稠化劑，改性后的胍爾膠與原聚合物相比具有抗溫、耐鹽、抗剪切、殺菌等優(yōu)良特 性。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種捏合法制備十四烷基接枝的 羧甲基胍爾膠的方法，其特殊之處在于以胍膠片為初始原料，采用捏合方法，通過(guò)醚化斷 鏈、接枝合成含疏水基和羧甲基的胍爾膠。(1)化學(xué)原料重量配比為(以下單位為質(zhì)量) 水 80 140份 乙醇 125 225份 胍膠片100份 無(wú)機(jī)堿 2 10份 氯乙酸 20 30份 溴代十四烷 30 50份 醋酸 2 3份
取上述化工原料總計(jì)在279 418份之間任意值配比均可；(2)化學(xué)反應(yīng)工藝步驟為
按照上述化學(xué)反應(yīng)配比范圍取其值，在常壓下，首先預(yù)冷捏合機(jī)至10°C溫度，將質(zhì)量 濃度25%的氫氧化鉀水溶液和乙醇的混合溶液，在10分鐘內(nèi)通過(guò)噴管緩慢均勻噴淋在捏合 機(jī)不斷攪動(dòng)的胍膠片上，邊噴淋邊攪拌，控制堿化溫度在16°C 士3，堿化時(shí)間90士5分鐘，堿 化反應(yīng)完成后；均勻加入氯乙酸，在16°C下反應(yīng)15分鐘；再通過(guò)捏合機(jī)中的噴管緩慢均勻 噴灑溴代十四烷/乙醇混合溶液，16°C下反應(yīng)15分鐘；最后在30分鐘內(nèi)升溫至85°C，恒溫 反應(yīng)130分鐘，用醋酸中和體系中過(guò)量的堿，反應(yīng)結(jié)束后，無(wú)需降溫，直接用三輥機(jī)對(duì)該反 應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行增粘，將增粘后的反應(yīng)物至中和洗滌反應(yīng)釜中，洗滌、離心、干燥、粉碎獲得十四 烷基接枝的羧甲基胍爾膠；在常溫、常壓下洗滌，介質(zhì)可以是異丙醇、甲醇或乙醇。洗滌、離心、干燥，并將物料粉碎，獲得十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠。綜上所述，本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)為
1)通過(guò)捏合法制備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠；
2)堿液、溴代十四烷和乙醇的混合液以噴淋方式緩慢均勻加入。3)氯乙酸取代后成的羧甲基和溴代十四烷反應(yīng)后成的疏水基一開(kāi)始是在16°C以 下的低溫條件下引入，反應(yīng)活性低，基本不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，先低溫均勻混合后升溫醚化，有 利于提高對(duì)胍爾膠接枝改性的均勻性。4)醚化反應(yīng)結(jié)束后，無(wú)需降溫，直接對(duì)物料增粘，然后將物料放至中和洗滌反應(yīng) 釜中，其放入時(shí)溫度至常溫均可直接洗滌。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果利用該方法制成的用于油田上壓裂技術(shù)的壓裂液稠化劑， 改性后的胍爾膠與原聚合物相比具有抗溫、耐鹽、抗剪切、殺菌等優(yōu)良特性。另外采用片狀 的胍膠片化工原料，節(jié)約了反應(yīng)過(guò)程，降低了反應(yīng)過(guò)程中使用溶劑法造成的風(fēng)險(xiǎn)。四具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例1為
取化學(xué)反應(yīng)重量配比為(以下單位為質(zhì)量，設(shè)1份為Ig) 水80 140份
乙醇125 225份
胍膠片100份
無(wú)機(jī)堿2 10份
氯乙酸20 30份
溴代十四烷30 50份
醋酸2 3份
取上述化工原料總計(jì)在279 418份之間任意值配比均可；工藝制作方法是預(yù)先冷 卻捏合機(jī)，在攪拌條件下，將200Kg胍爾膠片加入到捏合機(jī)中，80kg氫氧化鉀水溶液(質(zhì)量 濃度25%)和400Kg乙醇的混合溶液通過(guò)捏合機(jī)中的堿酒噴淋管加入到捏合機(jī)中，在捏合機(jī) 的攪拌下與胍爾膠片充分接觸，在16°C反應(yīng)90分鐘。堿化完成后均勻加入60Kg氯乙酸，在 16°C下反應(yīng)15分鐘；再加入100 Kg溴代十四烷與50Kg乙醇溶液的混合溶液，16°C下反應(yīng) 15分鐘；均勻迅速升溫至85°C，恒溫反應(yīng)130分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，用醋酸中和體系中過(guò)量的 堿，然后對(duì)物料進(jìn)行增粘、洗滌、離心、干燥，并將物料粉碎，獲得十四烷基接枝的羧甲基胍 爾膠。
具體實(shí)施例2為
基本同上，不同點(diǎn)是取上述化工原料總計(jì)在279 418份之間任意值配比均可；工藝制 作方法是預(yù)先冷卻捏合機(jī)，在攪拌條件下，將200Kg胍爾膠片加入到捏合機(jī)中，80kg氫氧 化鉀水溶液(質(zhì)量濃度25%)和200Kg乙醇的混合溶液通過(guò)捏合機(jī)中的堿酒噴淋管加入到捏 合機(jī)中，在捏合機(jī)的攪拌下與胍爾膠片充分接觸，在16°C反應(yīng)90分鐘。堿化完成后均勻加 入40Kg氯乙酸，在16°C下反應(yīng)15分鐘；再加入60 Kg溴代十四烷與50Kg乙醇溶液的混合 溶液，16°C下反應(yīng)15分鐘；均勻迅速升溫至85°C，恒溫反應(yīng)130分鐘。反應(yīng)結(jié)束后，用醋酸 中和體系中過(guò)量的堿，然后對(duì)物料進(jìn)行增粘、洗滌、離心、干燥，并將物料粉碎，獲得十四烷 基接枝的羧甲基胍爾膠。具體實(shí)施例3為工藝方法同上，不同點(diǎn)是采用的上述化工原料配比不同，為了簡(jiǎn) 化說(shuō)明，這里取上述化工原料配比十組，水依次分別是80、90、100、110、120、130、140、135、 105,85 份，乙醇依次分別是 225、200、180、160、140、125、130、150、190、210 份，胍膠片在十 組中均是100份，無(wú)機(jī)堿依次分別是2、3、10、9、8、7、6、5、4、6份，氯乙酸依次分別是25、24、 26、23、29、30、21、28、22、27 份，溴代十四烷依次分別是 50、30、45、35、40、47、38、42、32、35 份，醋酸依次分別是3、2、2. 1,2. 9,2. 2,2. 8,2. 3,2. 7,2. 6,2. 5份，總計(jì)在279 418份之間 任意值配比均可；化工原料配比后的十組分別采用上述實(shí)施列中的工藝制作方法，分別制 取十組十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠。
權(quán)利要求
1. 一種捏合法制備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法，其特征在于以胍膠片為初 始原料，采用捏合方法，通過(guò)醚化斷鏈、接枝合成含疏水基和羧甲基的胍爾膠 (1)化學(xué)原料重量配比為(以下單位為質(zhì)量)取上述化工原料總計(jì)在279 418份之間任意值配比均可； (2)化學(xué)反應(yīng)工藝步驟為按照上述化學(xué)反應(yīng)配比范圍取其值，在常壓下，首先預(yù)冷捏合機(jī)至10°C溫度，將質(zhì)量 濃度25%的氫氧化鉀水溶液和乙醇的混合溶液，在10分鐘內(nèi)通過(guò)噴管緩慢均勻噴淋在捏合 機(jī)不斷攪動(dòng)的胍膠片上，邊噴淋邊攪拌，控制堿化溫度在16°C 士3，堿化時(shí)間90士5分鐘，堿 化反應(yīng)完成后；均勻加入氯乙酸，在16°C下反應(yīng)15分鐘；再通過(guò)捏合機(jī)中的噴管緩慢均勻 噴灑溴代十四烷/乙醇混合溶液，16°C下反應(yīng)15分鐘；最后在30分鐘內(nèi)升溫至85°C，恒溫 反應(yīng)130分鐘，用醋酸中和體系中過(guò)量的堿，反應(yīng)結(jié)束后，無(wú)需降溫，直接用三輥機(jī)對(duì)該反 應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行增粘，將增粘后的反應(yīng)物至中和洗滌反應(yīng)釜中，洗滌、離心、干燥、粉碎獲得十四 烷基接枝的羧甲基胍爾膠；在常溫、常壓下洗滌，介質(zhì)可以是異丙醇、甲醇或乙醇。乙醇 胍膠片 無(wú)機(jī)堿 氯乙酸80 140份 125 225份 100份溴代十四烷2 10份 20 30份 30 50份 2 3份
全文摘要
本發(fā)明涉及油田上壓裂技術(shù)中以胍爾膠片為原料通過(guò)捏合法來(lái)生產(chǎn)一種含疏水基和羧甲基的胍爾膠聚合物。目前使用的稠化劑是羥丙基瓜爾膠，存在壓裂液體系破膠殘?jiān)扛?，羥丙基瓜爾膠壓裂液經(jīng)過(guò)高剪切后粘度恢復(fù)較慢，抗高剪切性能較弱缺點(diǎn)。本發(fā)明提供一種以胍爾膠片為原料通過(guò)捏合法來(lái)生產(chǎn)一種含疏水基和羧甲基的胍爾膠聚合物。組成有乙醇、胍膠片等，方法將堿液和乙醇的混合溶液通過(guò)噴管噴淋在捏合機(jī)不斷攪動(dòng)的胍膠片上，加入氯乙酸，噴灑溴代十四烷/乙醇混合溶液，升溫、恒溫、增粘、在中和洗滌反應(yīng)釜中，洗滌、離心、干燥、粉碎獲得十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠；優(yōu)點(diǎn)是制成的改性后的胍爾膠具有抗溫、耐鹽、抗剪切、殺菌等優(yōu)良特性。
文檔編號(hào)C09K8/68GK102086238SQ201010607170
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者丁里, 萬(wàn)華, 劉晨輝, 葉智, 吳江, 李強(qiáng), 李鵬, 杜彪, 楊海燕, 楊繼剛, 潘謙宏, 程芳, 趙文, 趙燕紅, 魏燾平, 黃依理 申請(qǐng)人:西安長(zhǎng)慶化工集團(tuán)有限公司