專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于降低胍膠使用濃度的高效交聯(lián)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域，特別涉及一種儲(chǔ)層改造用胍膠壓裂液體系中高效交聯(lián)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
壓裂液是流體礦(氣、汽、油、淡水、鹽水、熱水等)在開(kāi)采過(guò)程中，為了獲得高產(chǎn)而借用液體傳導(dǎo)力(如水力等)壓裂措施時(shí)所用的液體。目前，國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)層改造中使用最為廣泛的壓裂液是以改性胍膠為稠化劑，硼、鋯等為交聯(lián)劑，配以其它助劑所形成的凍膠體系。硼交聯(lián)胍膠凝膠具有較高的粘度，有良好的剪切恢復(fù)性能，支撐劑包裹及輸送等方面表現(xiàn)出優(yōu)異性能。然而，胍膠壓裂液體系在壓裂后會(huì)有大量殘?jiān)鼫粼趦?chǔ)層中，嚴(yán)重影響儲(chǔ)層改造效果。相關(guān)研究表明，胍膠稠化劑水不溶物等是殘?jiān)闹饕獊?lái)源。胍膠稠化劑通過(guò)改性，水不溶物含量會(huì)較大幅度的降低，可由15-18%降低到5-9% ;另外通過(guò)減少稠化劑濃度 也可在一定程度上降低壓裂液的殘?jiān)?。使用高效交?lián)劑可以降低稠化劑的使用濃度。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在使用較為廣泛的交聯(lián)劑是有機(jī)硼類(lèi)，該交聯(lián)劑技術(shù)是將硼酸鹽與三乙醇胺等有機(jī)配體絡(luò)合，以提高交聯(lián)效率以及凍膠性能。但對(duì)于中高溫油藏，其對(duì)胍膠稠化劑使用濃度的降低是極為有限的。因此，制備一種能夠降低胍膠使用濃度的高效交聯(lián)劑是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中交聯(lián)劑對(duì)胍膠稠化劑使用濃度的降低極為有限的問(wèn)題，在保障壓裂液體系性能的前提下，提供了一種新型高效的交聯(lián)體系，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減少胍膠稠化劑使用濃度，降低稠化劑大分子傷害、節(jié)約成本的目的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種壓裂用高效硼交聯(lián)劑，原料組分為硼酸鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉、苯硼環(huán)狀化合物，其中各組分的質(zhì)量比例為8 12:6 10:12 15:0. I 0. 12。本發(fā)明研制的一種可大幅度降低壓裂液胍膠稠化劑使用濃度的交聯(lián)劑體系，利用這種交聯(lián)劑體系可在保證同等使用性能前提下，將胍膠稠化劑使用濃度較常規(guī)體系減少25%以上。本發(fā)明的高效交聯(lián)劑通過(guò)加大交聯(lián)離子空間作用距離，降低了交聯(lián)反應(yīng)對(duì)環(huán)境中稠化劑濃度的要求，同時(shí)環(huán)狀結(jié)構(gòu)的配位化合物有特殊的穩(wěn)定性，使得交聯(lián)凝膠具有良好穩(wěn)定的流變性能，可以經(jīng)受較高的地層溫度、較高的剪切和鹽度等。常規(guī)的硼交聯(lián)劑只能在小范圍內(nèi)與鄰近的胍膠分子作用，形成凍膠。而本發(fā)明的新型高效交聯(lián)劑的長(zhǎng)分子鏈可以與更遠(yuǎn)的胍膠分子作用，形成凍膠，從而能夠有效的提高交聯(lián)效率。作為優(yōu)選，本發(fā)明中苯硼環(huán)狀化合物為聯(lián)苯基二硼酸、二硼酸噻吩或?qū)谆脚鹚帷Ｗ鳛閮?yōu)選，本發(fā)明中硼酸鹽為硼酸鈉或硼酸鉀。
本發(fā)明中各反應(yīng)物的質(zhì)量比例為8 12:6 10:12 15:0. I 0. 12。作為優(yōu)選，各反應(yīng)物的質(zhì)量比例為10:6:15:0. I。本發(fā)明還提供了一種壓裂用高效硼交聯(lián)劑的制備方法將硼酸鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉、苯硼環(huán)狀化合物按照質(zhì)量比例為8 12:6 10:12 15:0. I 0. 12在水中進(jìn)行反應(yīng)，即可得到高效硼交聯(lián)劑。其中該質(zhì)量比例按100重量份水計(jì)算。作為優(yōu)選，上述反應(yīng)的溫度為80 120°C。
作為優(yōu)選，上述反應(yīng)的時(shí)間為I 3小時(shí)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)I)本發(fā)明交聯(lián)劑可顯著降低稠化劑使用濃度，降低傷害、節(jié)約成本；2)本發(fā)明交聯(lián)劑制備工藝簡(jiǎn)單，使用的原料種類(lèi)少，制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單；3)本發(fā)明交聯(lián)劑的耐溫性能好，其交聯(lián)結(jié)構(gòu)的特殊穩(wěn)定性，使其適用于高溫深井油、氣層的壓裂；4)不改變壓裂液體系其他組成及比例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開(kāi)了一種用于降低胍膠使用濃度的高效交聯(lián)劑及其制備方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)。所有類(lèi)似的替換和改動(dòng)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過(guò)較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容和范圍內(nèi)對(duì)本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。實(shí)施例I :高效交聯(lián)劑的制備將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口燒瓶中加入硼酸鈉10g、氫氧化鈉6g、碳酸鈉15g、聯(lián)苯基二硼酸0. Ig,混合均勻后，升溫至90°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)2小時(shí)，得到淡黃色液體即為高效硼交聯(lián)劑。將配制好的0. 2%胍膠溶液與所得的交聯(lián)劑按100:0. 2比例均勻混和，即可得到交聯(lián)凝膠。經(jīng)測(cè)試所形成的凝膠可在65°C條件下持續(xù)剪切IOOmin后粘度仍保持在220mPa. S，并且胍膠的使用濃度明顯降低。實(shí)施例2 :高效交聯(lián)劑的制備將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口燒瓶中加入硼酸鉀Sg、氫氧化鈉10g、碳酸鈉12g、二硼酸噻吩0. 12g，混合均勻后，升溫至110°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)I. 5小時(shí)，得到微黃透明液體即為高效硼交聯(lián)劑。將配制好的
0.25%胍膠溶液與所得的交聯(lián)劑按100:0. 3比例均勻混和，即可得到交聯(lián)凝膠。經(jīng)測(cè)試所形成的凝膠可在90°C條件下持續(xù)剪切60min后粘度仍保持在200mPa. S，并且胍膠的使用濃度明顯降低。實(shí)施例3 :高效交聯(lián)劑的制備將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口燒瓶中加入硼酸鈉12g、氫氧化鈉6g、碳酸鈉15g、對(duì)甲基苯硼酸0. 12g,混合均勻后,升溫至80°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)3小時(shí)，得到淡黃色液體即為高效硼交聯(lián)劑。將配制好的0. 2%胍膠溶液與所得的交聯(lián)劑按100:0.2比例均勻混和，即可得到交聯(lián)凝膠。經(jīng)測(cè)試所形成的凝膠可在65°C條件下持續(xù)剪切60min后粘度仍保持在155mPa. S，并且胍膠的使用濃度明顯降低。實(shí)施例4 :高效交聯(lián)劑的制備將裝有磁力攪拌、回流冷凝器、溫度計(jì)的三口燒瓶置于磁力攪拌控溫電熱套上，向三口燒瓶中加入硼酸鈉9g、氫氧化鈉6g、碳酸鈉15g、對(duì)甲基苯硼酸0. Hg,混合均勻后，升溫至120°C，持續(xù)攪拌下反應(yīng)I小時(shí)，得到淡黃色液體即為高效硼交聯(lián)劑。將配制好的
0.25%胍膠溶液與所得的交聯(lián)劑按100:0. 3比例均勻混和，即可得到交聯(lián)凝膠。經(jīng)測(cè)試所形成的凝膠可在90°C條件下持續(xù)剪切60min后粘度仍保持在205mPa. S，并且胍膠的使用濃度明顯降低。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種壓裂用高效硼交聯(lián)劑，其特征在于，原料組分為硼酸鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉、苯硼環(huán)狀化合物，其中各組分的質(zhì)量比例為8 12:6 10:12 15:0. I 0. 12。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硼交聯(lián)劑，其特征在于，所述苯硼環(huán)狀化合物為聯(lián)苯基二硼酸、二硼酸噻吩或?qū)谆脚鹚帷?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硼交聯(lián)劑，其特征在于，所述硼酸鹽為硼酸鈉或硼酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硼交聯(lián)劑，其特征在于，所述質(zhì)量比例為10:6:15:0.I。
5.一種如權(quán)利要求1-4所述硼交聯(lián)劑的制備方法，其特征在于，將硼酸鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉、苯硼環(huán)狀化合物按照質(zhì)量比例為8 12:6 10:12 15:0. I 0. 12在水中進(jìn)行反應(yīng)，即可得到高效硼交聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為80 120°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的時(shí)間為I 3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于降低胍膠使用濃度的高效交聯(lián)劑及其制備方法。該高效交聯(lián)劑原料組分為硼酸鹽、氫氧化鈉、碳酸鈉、苯硼環(huán)狀化合物，其中各組分的質(zhì)量比例為8～12:6～10:12～15:0.1～0.12。利用本發(fā)明交聯(lián)劑可以在保證同等使用性能前提下，將胍膠稠化劑使用濃度較常規(guī)體系減少25％以上使。從而保證壓裂施工的順利進(jìn)行?？捎行Ы档统砘瘎┐蠓肿訉?duì)儲(chǔ)層傷害，節(jié)約成本。
文檔編號(hào)C09K8/68GK102775979SQ201210250338
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者丁里, 劉靜, 呂寶強(qiáng), 呂海燕, 吳江, 唐梅榮, 慕立俊, 李憲文, 畢衛(wèi)宇, 范華波, 薛小佳, 趙振峰, 趙文 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司