[发明专利]油气井压裂液用的改性黄原胶的制备方法

说明书

本发明公开了一种油气井压裂液用的改性黄原胶的制备方法，其包括以下步骤：步骤一、称取黄原胶粉末制备预处理后的黄原胶；步骤二、利用预处理后的黄原胶制备黄原胶悬浊液；步骤三、称取无水草酸和阳离子交换树脂制备酸溶液；步骤四、利用酸溶液与黄原胶悬浊液进行酯化反应，得到酯化黄原胶；步骤五、利用步骤四得到的酯化黄原胶制备改性黄原胶。本发明通过简单的酯化反应以及酯的水解反应，制得在完整保留黄原胶增粘、耐温、抗盐和抗老化等性能的基础上，黄原胶均匀分散于水溶液中的改性黄原胶，可直接应用于油气井压裂液中，无需进行额外的预处理，提高黄原胶在压裂液中的利用率。

技术领域

本发明涉及油气田化学品开发技术领域。更具体地说，本发明涉及一种油气井压裂液用的改性黄原胶的制备方法。

背景技术

黄原胶，是原淀粉在甘蓝腐黄单胞菌作用下，生成的一种酸性胞外杂多糖，属于阴离子高分子聚合物。黄原胶的相对分子质量为2×10⁶～1.2×10⁷，黄原胶原粉由五糖单位重复构成，由以β-1，4糖苷键相连的葡萄糖构成，三个相连的单糖组成其侧链：甘露糖→葡萄糖→甘露糖。与主链相连的甘露糖通常由乙酰基修饰，侧链末端的甘露糖与丙酮酸发生缩醛反应从而被修饰，而中间的葡萄糖则被氧化为葡萄糖醛酸。黄原胶分子间靠氢键作用而形成规则的螺旋二级结构，双螺旋结构之间依靠微弱的作用力而形成网状立体结构，形成三级结构，黄原胶三级结构的形成，导致分子内的亲水基团都形成了分子内和分子间氢键。

黄原胶的螺旋结构以及其内部大量氢键的存在导致黄原胶粉末在水中溶解过程中极易产生“鱼眼”现象，降低黄原胶的利用率，进而使得黄原胶应用于油气开采的压裂液受到了极大的限制，许多研究人员期望运用物理方法(加快搅拌速度、或提高搅拌力度、或延长搅拌时间)来改变黄原胶在水中的溶解性能，但效果并非十分明显，现有技术中部分研究人员试图通过对黄原胶进行改性以达到提高黄原胶在水中的溶解性能，现有的改性黄原胶制备工艺较复杂，对环境污染较重，且由于是将黄原胶与改性物质直接混合，导致黄原胶的利用率较低，同时改性得到的黄原胶的增粘、耐温、抗盐和抗老化性能不同程度的受到影响，最终导致黄原胶品质低下。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种油气井压裂液用的改性黄原胶的制备方法，其通过黄原胶悬浊液与无水草酸在阳离子交换树脂的催化作用下，发生酯化反应，制得黄原胶的酯化物，随后进行酯的水解，得到了黄原胶均匀分散、完全溶解于水中的黄原胶水溶液，然后在黄原胶水溶液中加入环糊精，最终得到改性黄原胶，环糊精能够提高黄原胶水溶液中黄原胶的稳定性，且能够增加黄原胶水溶液的增稠性能；本发明通过简单的酯化反应以及酯的水解反应，不降低黄原胶增粘、耐温、抗盐和抗老化等性能的同时，提高黄原胶的分散性，加快黄原胶与压裂液其他配料的混合速度，降低黄原胶的使用损耗；本发明制得改性黄原胶为均质液体可直接应用于油气井压裂液中，无需进行额外的预处理，简化工艺，降低压裂液的制造成本。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种油气井压裂液用的改性黄原胶的制备方法，其包括以下步骤：

步骤一、称取1～2重量份的黄原胶粉末，置于25～50℃条件下真空干燥18-32h，将干燥后的黄原胶用电子辐照处理20～30min，得预处理后的黄原胶；

步骤二、称取20～30重量份的二甲基亚砜，将二甲基亚砜加热至50～60℃，并在磁力搅拌下向其中加入步骤一得到的预处理后的黄原胶，加入速度为10g/5min，预处理后的黄原胶完全加入后，继续搅拌14～22h后得黄原胶悬浊液；

步骤三、称取0.03～0.05重量份的无水草酸和0.01～0.02重量份的阳离子交换树脂溶解于5～8重量份的二甲基亚砜中，充分搅拌20～30min得酸溶液；