羧甲基羟丙基瓜尔胶

 

中文名称     羧甲基羟丙基瓜尔胶

中文同名     羧甲基羟丙基瓜尔胶

英文名称     Carboxymethyl hydroxypropyl guar

化学式       

分子量       271.11

CAS编号      68130-15-4

质检信息

熔点 44-47 °C(lit.) 

沸点 198-200 °C(lit.) 

密度 1.43 g/cm3 

折射率 1.4570 (estimate) 

闪点 >230 °F

 

化学特性

1.白色至淡黄色粉末

产品用途

1.广泛用于油，气的压裂中。具有良好的热稳定性，可与多种交联剂交联。

2.在石油工业中的应用:主要应用该产品的粘稠性配成凝胶制成水基压裂液，以提高后期油井的产量。在钻井液中，它用作钻井液的液体损失控制剂；瓜尔胶还在井下临时封闭和堵塞剂中作为胶凝材料的主要成分。

储藏措施

1.储存于阴凉、通风的库房。

2.应与氧化剂、食用化学品分开存放，切忌混储。

3.保持容器密封。      

4.远离火种、热源，防止阳光直射。

5.库房必须安装避雷设备。

6.排风系统应设有导除静电的接地装置。

7.采用防爆型照明、通风设置。

8.禁止使用易产生火花的设备和工具。

9.储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

10.防止粉尘和气溶胶生成。

急救措施 

【食入】摄入不可能。但是，如果摄入，获得紧急医疗照顾。

【吸入】如果克服被曝光，将受害人转移到空气新鲜处。给予吸氧或人工呼吸。获得紧急医疗照顾。迅速采取行动是至关重要的。

【皮肤】立即脱去污染的衣着。彻底清洗皮肤，用温和的肥皂/水。W /温水冲洗15分钟。如果粘的，首先使用无水清洁。寻求医疗照顾，如果不良影响或刺激。

【眼睛】眼睛接触的情况下，立即用清水冲洗20-30分钟。经常收回眼皮。获得紧急医疗照顾。

磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶及其制备方法和应用的制作方法

本发明是关于一种磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶及其制备方法和应用，所述的应用具体是指其用于制备压裂液。

背景技术

植物胶压裂液体系聚合物增稠剂主要包括瓜尔胶、香豆胶、纤维素及其化学改性产品(如羟丙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶等)，由于瓜胶粘度高、价格便宜、现场操作简单、摩阻低而大面积应用，但由于原粉残渣含量高，达到19% 28%，这类压裂液的破胶残渣及残余高分子能不同程度地堵塞支撑剂所形成的导流通道，降低油气井改造的效果。砂岩储层一般为阴离子体系，开发的阴离子植物胶和储层有良好的配伍性、较好的水溶性能，增稠能力强，可以在低浓下使用，水不溶物低，热稳定性好，而且抗生物降解。为了达到一剂多用的目的，对瓜尔胶中产生不溶物和破胶残渣的主要物质蛋白质和纤维素实现化学水解与接枝，使其转化为更易化学和生物降解、含有亲水性磺酸盐的新物质，在羧甲基瓜胶结构中引入长链有机磺酸盐，可以起到助排剂作用，同时结合植物胶的成本因素，将羧甲基羟丙基瓜尔胶进行磺化制备植物胶是具有多功能性的有效办法，经过改性后的增稠剂所形成的压裂液在破胶后产生较少的残渣和高分子残留，与交联剂所形成的交联网络结构更易氧化降解，囚此它对储层和裂缝导流能力的伤害较低。同时，通过改性后的产品含有亲水性可降解生物表面活性剂，具有破乳、低表界面张力的特性，囚而所形成的压裂液不需添加破乳剂和助排剂，可以节省化学剂的用量

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶，所述的瓜尔胶稠化效率高、表界面张力低、破胶容易、利于返排。本发明的另一目的在于提供所述磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶的制备方法。本发明的第三目的在于提供所述磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶在制备压裂液中的应本发明的第四目的在于提供所述磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶制备的压裂液。为达上述目的，一方面，本发明提供了一种磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶，其结构式如下所示:

权利要求

1.一种磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶，其特征在于，其结构式如下所示:

2.根据权利要求1所述的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶，其特征在于，该磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶的分子量为160 200万。

3.根据权利要求1或2所述的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶，其特征在于，其中磺酸基取代度为0.01 0.2，羧甲基取代度为0.12 0.25，羟丙基取代度0.15 0.4。

4.权利要求1 3任意一项所述的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: (1)将羧甲基羟丙基瓜尔胶加入反应容器，加入醇的水溶液，搅拌溶解；优选所述醇为乙醇或异丙醇； (2)氮气氛围下，滴加氢氧化钠水溶液，优选滴加0.5h，搅拌升温到65 80°C，优选升温到70°C，滴加磺化剂，优选滴加0.5 2h，反应3 10小时，优选反应3小时； (3)然后降温至30 40°C，用酸调至溶液pH= 7，过滤，收集固体干燥，得到淡黄色粉末，即为所述磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述醇的水溶液的浓度为质量百分比50% 80%，重量用量为羧甲基羟丙基瓜尔胶重量的5 8倍；所述氢氧化钠水溶液浓度为10% 30%，优选为15%。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述磺化剂为乙烯基磺酸或3-氯-2-羟基丙横酸纳。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于:所述磺化剂为乙烯基磺酸时，乙烯基磺酸:羧甲基羟丙基瓜尔胶=NaOH的质量比为(2-45): 200: (1.5-35); 所述磺化剂为3-氯-2-羟基丙磺酸钠时，3-氯-2-羟基丙磺酸钠:羧甲基羟丙基瓜尔胶:NaOH 的质量比为(4-80): 200: (1.5-35)。

8.权利要求1 3任意一项所述的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶在制备压裂液中的应用。

9.一种压裂液，其特征在于，该压裂液中包含权利要求1 3任意一项所述的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶。

10.根据权利要求9所述的压裂液，其特征在于，所述的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶在压裂液中的浓度为质量百分比0.

全文摘要

本发明涉及一种磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶及其制备方法和应用，所述磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶结构式如下所示其中，R＝H，n＝0，1，2或3；或R＝OH，n＝0～6。其制备方法包括如下步骤将羧甲基羟丙基瓜尔胶加入反应容器，加入醇的水溶液；在氮气氛围下，滴加氢氧化钠水溶液，搅拌升温到65～80℃，滴加磺化剂，反应3～10小时；然后用酸调溶液的pH＝7，过滤，收集固体干燥，得到淡黄色粉末，即为所述磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶。所得到的磺酸改性羧甲基羟丙基瓜尔胶稠化效率高、表界面张力低、破胶容易、利于返排。

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