捏合法製備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法
2023-05-17 03:32:51
專利名稱：捏合法製備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法
技術領域：
本發明涉及油田上壓裂技術中以瓜爾膠片為原料通過捏合法來生產一種含疏水基和 羧甲基的胍爾膠聚合物，即捏合法製備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法。背景技術：
目前油田上壓裂技術是常規的增產技術，是將儲層壓出裂縫，從而增產。壓裂時所用的 壓裂液要具備一定的性能，具有高的粘度、高的抗剪切性、高強的攜沙性和破膠無殘渣的環 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
1、由於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渣含量 高，一般在350mg/L以上。2、羥丙基瓜爾膠壓裂液經過高剪切後粘度恢復較慢，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。在國家知識產權局網上查得2008年11月12日公告了「一種用於水基壓裂液的 稠化劑及其生產方法」的專利，專利號CN200610138449. X。該稠化劑是由丙烯醯胺單體與 其它烯烴類單體根據間歇法聚合而成的，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行的催 化、微波加熱和紫外光照射。
發明內容
為克服現有技術中存在的問題，本發明提供一種以瓜爾膠片為原料通過捏合法來生產 一種含疏水基和羧甲基的胍爾膠聚合物。同時申請人力圖在原專利(醇基壓裂液，專利號 CN20051004^33.5)的基礎上，研製一種新的含疏水基和羧甲基的胍爾膠聚合物。利用該方 法製成的稠化劑，改性後的胍爾膠與原聚合物相比具有抗溫、耐鹽、抗剪切、殺菌等優良特 性。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為一種捏合法製備十四烷基接枝的 羧甲基胍爾膠的方法，其特殊之處在於以胍膠片為初始原料，採用捏合方法，通過醚化斷 鏈、接枝合成含疏水基和羧甲基的胍爾膠。(1)化學原料重量配比為(以下單位為質量) 水 80 140份 乙醇 125 225份 胍膠片100份 無機鹼 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在279 418份之間任意值配比均可；(2)化學反應工藝步驟為
按照上述化學反應配比範圍取其值，在常壓下，首先預冷捏合機至10°C溫度，將質量 濃度25%的氫氧化鉀水溶液和乙醇的混合溶液，在10分鐘內通過噴管緩慢均勻噴淋在捏合 機不斷攪動的胍膠片上，邊噴淋邊攪拌，控制鹼化溫度在16°C 士3，鹼化時間90士5分鐘，鹼 化反應完成後；均勻加入氯乙酸，在16°C下反應15分鐘；再通過捏合機中的噴管緩慢均勻 噴灑溴代十四烷/乙醇混合溶液，16°C下反應15分鐘；最後在30分鐘內升溫至85°C，恆溫 反應130分鐘，用醋酸中和體系中過量的鹼，反應結束後，無需降溫，直接用三輥機對該反 應產物進行增粘，將增粘後的反應物至中和洗滌反應釜中，洗滌、離心、乾燥、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，介質可以是異丙醇、甲醇或乙醇。洗滌、離心、乾燥，並將物料粉碎，獲得十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠。綜上所述，本發明的發明點為
1)通過捏合法製備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠；
2)鹼液、溴代十四烷和乙醇的混合液以噴淋方式緩慢均勻加入。3)氯乙酸取代後成的羧甲基和溴代十四烷反應後成的疏水基一開始是在16°C以 下的低溫條件下引入，反應活性低，基本不發生化學反應，先低溫均勻混合後升溫醚化，有 利於提高對胍爾膠接枝改性的均勻性。4)醚化反應結束後，無需降溫，直接對物料增粘，然後將物料放至中和洗滌反應 釜中，其放入時溫度至常溫均可直接洗滌。本發明的優點和效果利用該方法製成的用於油田上壓裂技術的壓裂液稠化劑， 改性後的胍爾膠與原聚合物相比具有抗溫、耐鹽、抗剪切、殺菌等優良特性。另外採用片狀 的胍膠片化工原料，節約了反應過程，降低了反應過程中使用溶劑法造成的風險。四具體實施方式
具體實施例1為
取化學反應重量配比為(以下單位為質量，設1份為Ig) 水80 140份
乙醇125 225份
胍膠片100份
無機鹼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在279 418份之間任意值配比均可；工藝製作方法是預先冷 卻捏合機，在攪拌條件下，將200Kg胍爾膠片加入到捏合機中，80kg氫氧化鉀水溶液(質量 濃度25%)和400Kg乙醇的混合溶液通過捏合機中的鹼酒噴淋管加入到捏合機中，在捏合機 的攪拌下與胍爾膠片充分接觸，在16°C反應90分鐘。鹼化完成後均勻加入60Kg氯乙酸，在 16°C下反應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 15分鐘；均勻迅速升溫至85°C，恆溫反應130分鐘。反應結束後，用醋酸中和體系中過量的 鹼，然後對物料進行增粘、洗滌、離心、乾燥，並將物料粉碎，獲得十四烷基接枝的羧甲基胍 爾膠。
具體實施例2為
基本同上，不同點是取上述化工原料總計在279 418份之間任意值配比均可；工藝制 作方法是預先冷卻捏合機，在攪拌條件下，將200Kg胍爾膠片加入到捏合機中，80kg氫氧 化鉀水溶液(質量濃度25%)和200Kg乙醇的混合溶液通過捏合機中的鹼酒噴淋管加入到捏 合機中，在捏合機的攪拌下與胍爾膠片充分接觸，在16°C反應90分鐘。鹼化完成後均勻加 入40Kg氯乙酸，在16°C下反應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15分鐘；均勻迅速升溫至85°C，恆溫反應130分鐘。反應結束後，用醋酸 中和體系中過量的鹼，然後對物料進行增粘、洗滌、離心、乾燥，並將物料粉碎，獲得十四烷 基接枝的羧甲基胍爾膠。具體實施例3為工藝方法同上，不同點是採用的上述化工原料配比不同，為了簡 化說明，這裡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，無機鹼依次分別是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，總計在279 418份之間 任意值配比均可；化工原料配比後的十組分別採用上述實施列中的工藝製作方法，分別制 取十組十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠。
權利要求
1. 一種捏合法製備十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠的方法，其特徵在於以胍膠片為初 始原料，採用捏合方法，通過醚化斷鏈、接枝合成含疏水基和羧甲基的胍爾膠 (1)化學原料重量配比為(以下單位為質量)取上述化工原料總計在279 418份之間任意值配比均可； (2)化學反應工藝步驟為按照上述化學反應配比範圍取其值，在常壓下，首先預冷捏合機至10°C溫度，將質量 濃度25%的氫氧化鉀水溶液和乙醇的混合溶液，在10分鐘內通過噴管緩慢均勻噴淋在捏合 機不斷攪動的胍膠片上，邊噴淋邊攪拌，控制鹼化溫度在16°C 士3，鹼化時間90士5分鐘，鹼 化反應完成後；均勻加入氯乙酸，在16°C下反應15分鐘；再通過捏合機中的噴管緩慢均勻 噴灑溴代十四烷/乙醇混合溶液，16°C下反應15分鐘；最後在30分鐘內升溫至85°C，恆溫 反應130分鐘，用醋酸中和體系中過量的鹼，反應結束後，無需降溫，直接用三輥機對該反 應產物進行增粘，將增粘後的反應物至中和洗滌反應釜中，洗滌、離心、乾燥、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，介質可以是異丙醇、甲醇或乙醇。乙醇 胍膠片 無機鹼 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
本發明涉及油田上壓裂技術中以胍爾膠片為原料通過捏合法來生產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渣含量高，羥丙基瓜爾膠壓裂液經過高剪切後粘度恢復較慢，抗高剪切性能較弱缺點。本發明提供一種以胍爾膠片為原料通過捏合法來生產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，方法將鹼液和乙醇的混合溶液通過噴管噴淋在捏合機不斷攪動的胍膠片上，加入氯乙酸，噴灑溴代十四烷/乙醇混合溶液，升溫、恆溫、增粘、在中和洗滌反應釜中，洗滌、離心、乾燥、粉碎獲得十四烷基接枝的羧甲基胍爾膠；優點是製成的改性後的胍爾膠具有抗溫、耐鹽、抗剪切、殺菌等優良特性。
文檔編號C09K8/68GK102086238SQ201010607170
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者丁裡, 萬華, 劉晨輝, 葉智, 吳江, 李強, 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 申請人:西安長慶化工集團有限公司