[发明专利]一种环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷及其制备方法和应用、压裂液交联剂、压裂液

说明书

本发明提供了一种环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷及其制备方法和应用、压裂液交联剂、压裂液，涉及交联剂技术领域。本发明提供的具有式I所示结构的环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷能够作为配体应用于压裂液交联剂中时，环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷的相邻羧基以及羟基能够与中心粒子(锆离子、钛离子、铝离子或硼原子)形成结构稳定的五元环，显著提高α‑甲基‑D‑甘露糖苷的配位能力，与葡萄糖酸盐和改性葡萄糖酸相比具有更优的螯合作用以及更长的延迟交联时间，在作为配体或交联剂制备螯合物、交联剂、解毒药物、食品或功能材料方面具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及交联剂技术领域，具体涉及一种环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷及其制备方法和应用、压裂液交联剂、压裂液。

背景技术

压裂液是流体矿(如气、汽、油、淡水、盐水、热水)在开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力(如水力)压裂措施时所用的液体。延迟交联技术是油气井水力压裂施工中的一项重要技术，该技术使得在线混配的压裂液在井筒中流动时不交联，只用一定量的增稠剂就可使压裂液具有一定的粘度以携带支撑剂，因此压裂液中的聚合物剪切降解不严重；压裂液进入地层后，发生交联反应，压裂液粘度增加，有利于在地层中造缝；然而，压裂液交联反应过快，短时间内即可形成高粘冻胶，增加管道泵送摩阻，也会造成井口压力迅速攀升，增加施工风险。通过在压裂液加入压裂液交联剂能够延迟交联反应时间。

压裂液交联剂中配体对于延迟交联反应时间起着重要的影响。目前，压裂液交联剂用配体主要有葡萄糖酸盐、葡萄糖以及α-甲基-D-甘露糖苷，配体与中心粒子(如锆离子、钛离子、铝离子或硼原子)形成配位作用，同时中心粒子与压裂液中的增稠剂之间也会形成配位作用，两种配位作用之间产生竞争，从而达到延迟交联的目的。然而，上述配体主要是依靠糖环上的羟基与中心粒子实现配位作用，该配位作用较弱，导致采用上述配体的压裂液交联剂的延迟交联时间短。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷及其制备方法和应用、压裂液交联剂、压裂液，本发明提供的环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷与中心粒子形成结构稳定的五元环结构，能够显著提高压裂液交联剂的延迟交联时间。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷，具有式I所示的结构：

本发明提供了上述技术方案所述环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷的制备方法，包括以下步骤：

在保护气氛下，将α-甲基-D-甘露糖苷、低级醇、无机强碱、环氧琥珀酸和水混合，进行开环反应，得到所述环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷。

优选的，所述α-甲基-D-甘露糖苷与环氧琥珀酸的质量比为1：0.7～1.4；

所述低级醇包括甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或几种；

所述α-甲基-D-甘露糖苷的质量与低级醇的体积之比为1g：15～35mL；

所述α-甲基-D-甘露糖苷与无机强碱的质量比为1：1～2.6；

所述α-甲基-D-甘露糖苷与水的质量比为1：5～12。

优选的，所述开环反应的温度为40～50℃，时间为6～7h。

本发明提供了上述技术方案所述的环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷或上述技术方案所述制备方法得到的环氧琥珀酸改性甘露糖甲苷作为配体或交联剂在制备螯合物、交联剂、解毒药物、食品或功能材料中的应用。

本发明提供了一种压裂液交联剂，包括以下质量百分含量的制备原料：中心粒子源2～8％，配体5～15％，醇胺5～10％，有机酸5～10％，多元醇2～8％和水57～81％；

所述中心粒子源包括锆源、钛源、铝源或硼源；