[发明专利]一种醚化改性的海藻胶及其制备方法和含有该海藻胶的水基冻胶压裂液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种醚化改性的海藻胶，以及该醚化改性的海藻胶的制备方法，以及含有作为增稠剂的该海藻胶的水基冻胶压裂液及该压裂液在石油开采中的应用。

背景技术

自上世纪中叶以来，水力压裂技术一直是国内外油气开发的主要增产技术。进入新世纪，世界能源开发的开发热点向非常规油气资源转移。水力压裂技术作为致密砂岩油气、煤层气、页岩油气等非常规资源开发的关键技术，受到高度重视。低伤害、低成本的压裂液体系作为保障压裂施工成功和提高增产效益的关键环节而倍受重视。水基压裂液主要由聚合物增稠剂、交联剂、破胶剂、pH值调节剂、杀菌剂、粘土稳定剂及助排剂等组成。其中增稠剂是压裂液的基本添加剂，其作用是提高水的粘度，降低液体滤失，悬浮与携带支撑剂，因此，增稠剂的水不溶物含量、增粘能力、耐温、抗盐和抗剪切性等性能成为改善压裂液的研究重点。

瓜胶及其羟丙基化或羧甲基化的衍生物是水基压裂液系统最主要的增稠剂。但由于种植区域有限和近期非常规油气藏开发的快速发展导致需求量的持续增大，瓜胶价格飞涨。除瓜胶及衍生物外，国内常用的植物胶还有香豆胶、田菁胶、皂仁胶及其衍生物。香豆胶是上世纪六七十年代压裂用主要增稠剂，技术比较成熟，具备大规模现场应用的条件，但近十几年没有在压裂上应用，若要大规模用于油田压裂，同样存在来源有限、价格难以控制的问题。

目前，世界上用途最广泛的三大海藻胶包括卡拉胶、海藻酸钠和琼脂，海藻胶来源于海藻中的提取物。与其他植物胶相比，海藻胶的生产受到地理环境、气候、自然灾害等因素的影响较小，产量及质量都很稳定，性价比较高，而且安全、无毒且具有独特的理化性质，广泛的应用于很多领域。然而，天然海藻胶作为压裂液增稠剂时，其增粘性能差和水不溶物含量较多，剪切性较差，不易交联，破胶困难。

综上所述，本领域缺乏一种速溶、具有较强增粘能力、环境友好、生产成本低、来源稳定、产品质量稳定、性能易于调控的压裂液增稠剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有压裂液增稠剂水不溶物含量高和增粘性能差等缺陷，提供了一种水中溶解能力较强和增粘性能较强的醚化改性的海藻胶及其制备方法，以及含有该醚化改性的海藻胶的水基冻胶压裂液和该压裂液在石油开采中的应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种醚化改性的海藻胶，该醚化改性的海藻胶为通过将海藻胶进行醚化改性而得到的海藻胶，其中，所述醚化改性为非离子醚化。

本发明的另一个目的在于提供一种醚化改性的海藻胶的制备方法，该方法包括：将海藻胶进行醚化改性，其中，所述醚化改性为非离子醚化。

本发明的又一个目的在于提供一种水基冻胶压裂液，该压裂液含有上述醚化改性的海藻胶。

本发明的又一个目的在于提供所述水基冻胶压裂液在石油开采中的应用。

本发明所述的醚化改性的海藻胶是将海藻胶进行非离子醚化改性而得，所述海藻胶连接上了能够增强水溶性和粘附性能的基团。因此，通过本发明所述的制备方法，能够得到水溶性较好和增粘性能较强的海藻胶类似物，可以作为增稠剂用以改善水基压裂液的整体性能，其中，含有该醚化改性的海藻胶的水基冻胶压裂液具有粘度高、摩擦阻力小、耐热性高等优点，用于石油开采可携支撑剂能力强，同时破胶返排后残渣量少，提高了所开采的原油的质量。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种醚化改性的海藻胶，该醚化改性的海藻胶为通过将海藻胶进行醚化改性而得到的海藻胶，其中，所述醚化改性为非离子醚化。

根据本发明的醚化改性的海藻胶，所述海藻胶可以为本领域常规的海藻胶。优选情况下，所述海藻胶可以为卡拉胶、琼脂、海藻酸、海藻盐、海藻酸丙二醇酯、红藻胶和褐藻盐藻聚糖中的一种或多种，更优选为卡拉胶和琼脂中的一种或多种，更进一步优选为卡拉胶。

根据本发明的醚化改性的海藻胶，所述醚化改性的海藻胶是将海藻胶与非离子醚化剂发生醚化反应而得，所述醚化反应可以是所述非离子醚化剂与海藻胶结构中的任意一个羟基的反应，优选情况下，所述非离子醚化剂与海藻胶主链上的葡萄糖的6位碳原子的伯羟基发生醚化反应。上述醚化反应使得该海藻胶连接上能够改善海藻胶作为增稠剂使用时的性能的非离子醚化基团。所述非离子醚化基团的醚化取代度是由平均每个海藻胶主链的重复单元中被取代的羟基数所决定，优选情况下，所述醚化取代度为0.01-1.5，更优选为0.15-0.55。