一種用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法。采用本方法制得的酒石酸鋁交聯(lián)劑主要由鋁離子、酒石酸根離子和制備過程中引入的其他無機鹽組成，其具有對地層低傷害、延緩交聯(lián)時間等優(yōu)點。本發(fā)明所制備的酒石酸鋁采用鋁離子和酒石酸根離子之間的比值為1.5∶1～2.0∶1，該交聯(lián)劑體系穩(wěn)定性好，鋁含量較高，有利于大規(guī)模生產(chǎn)中的儲存和運輸。
【專利說明】一種用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新的制備酒石酸鋁液體交聯(lián)劑的方法，特別涉及一種用于聚合物水基壓裂提高石油采收率的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著水基壓裂技術(shù)的不斷發(fā)展，人們在追求原油高采收率的同時越來越重視其對油氣層造成的二次傷害，因此選擇一種對環(huán)境無破壞，實際操作性強的壓裂液體系無疑非常關(guān)鍵。
[0003]目前壓裂液稠化劑仍然以天然植物膠為主，其存在的主要問題是破膠后殘渣較多，對低滲透油層將造成傷害，使壓裂效果受到影響。合成聚合物壓裂液除具有一般植物膠壓裂液粘度高、磨阻小、攜砂能力強等優(yōu)點外，還具有無殘渣、對細(xì)菌不敏感以及對地層傷害小、成本低等優(yōu)點。在壓裂過程中往往需要加入多價金屬離子的交聯(lián)劑與聚合物產(chǎn)生交聯(lián)，提高體系的粘度和攜砂能力。目前用于水基壓裂液體系的交聯(lián)劑主要是鋯、鋁、鈦等金屬離子的有機酸絡(luò)合物。鋁離子體系由于其成本較低，而被廣泛應(yīng)用于中低溫度油井的壓裂作業(yè)。美國專利(us Pat.3，762，474)采用硫酸鋁和檸檬酸鈉為原料制備檸檬酸鋁，該交聯(lián)劑含有硫酸根離子，其能強化某些油田水結(jié)垢趨向。在此基礎(chǔ)上，美國專利(USPat.4，447，364)以氯化鋁和檸檬酸為原料，氨水為pH值調(diào)節(jié)劑，制得鋁離子濃度2.25?3%，pH值5.5?7.5的交聯(lián)劑產(chǎn)品。但由于有效濃度過低及冰點較高，給運輸和儲存帶來不便。美國專利(US Pat.4，601，340)介紹了一種以偏鋁酸鈉和檸檬酸或檸檬酸鈉為原料制備鋁離子濃度3.0%?3.5%的檸檬酸鋁交聯(lián)劑的方法。酒石酸相對于檸檬酸的酸性較強，其與鋁離子的絡(luò)合物在水溶液中的穩(wěn)定性更好，因此采用酒石酸鋁交聯(lián)劑能夠有效提高產(chǎn)品中鋁離子的含量，便于運輸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，以達(dá)到提高石油采收率的目的。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，包括如下操作步驟:
[0007](I)在90?100°C加熱回流下，將酒石酸和去離子水配制為37.5%的酒石酸水溶液；
[0008](2)在攪拌下緩慢加入氯化鋁，然后繼續(xù)回流反應(yīng)2?4小時，置換出的氯化氫用氫氧化鈉水溶液吸收；
[0009](3)在攪拌下加入50%偏鋁酸鈉溶液，控制鋁離子與酒石酸根離子的比=1.5: I?2.0: 1，繼續(xù)回流反應(yīng)4小時，停止加熱，降溫至50°C ;
[0010](4)在攪拌下，用濃氨水調(diào)節(jié)pH至8?8.5 ;
[0011](5)過濾除去不溶物，得到鋁離子含量為3.0?4.5 %的液體酒石酸鋁交聯(lián)劑產(chǎn)品O
[0012]優(yōu)選的，所述提供鋁離子的氯化鋁和偏鋁酸鈉的摩爾比為3:1?1:1。
[0013]優(yōu)選的，所述反應(yīng)體系的pH = 7.0?8.0。
[0014]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的酒石酸鋁交聯(lián)劑體的制備方法將酒石酸水溶液與氯化鋁，氫氧化鈉水溶液，偏鋁酸鈉溶液攪拌反應(yīng)，置換含出鋁離子與酒石酸根離的溶液，經(jīng)過氨水的調(diào)節(jié)，過濾不溶物制得的酒石酸鋁交聯(lián)劑體系穩(wěn)定性好，鋁含量較高，有利于其大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實施方式】
[0015]下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0016]本發(fā)明提供了一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，該方法制得的酒石酸鋁交聯(lián)劑體系穩(wěn)定性好，鋁含量較高。
[0017]一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，包括如下操作步驟:
[0018]實施例一
[0019]在裝有機械攪拌器，冷凝管，溫度計的250ml三口燒瓶中加入50g去離子水和30g酒石酸(0.2mol)升溫至回流，攪拌配成37.5%的水溶液，然后將13.3g氯化鋁(0.1mol)加入三口燒瓶中，反應(yīng)2?4小時,置換出的氯化氫用氫氧化鈉溶液吸收。保持反應(yīng)體系回流，將8.2g50%偏鋁酸鈉(0.05mol)水溶液逐步加入三口瓶中，回流反應(yīng)四小時以上，停止加熱，降溫至50°C。保持?jǐn)嚢?，加入濃氨水調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值在7?8。過濾除去不溶物得到98g液體酒石酸鋁交聯(lián)劑產(chǎn)品，鋁離子含量4.06%。
[0020]實施例二
[0021]在裝有機械攪拌漿，回流冷凝器，溫度計的2000L電加熱搪瓷反應(yīng)釜中加入500kg去離子水和300kg酒石酸(2kmol)升溫至回流，攪拌配成37.5%的水溶液，然后將130kg氯化招(Ikmol)加入反應(yīng)爸中，反應(yīng)2?4小時,置換出的氯化氫用氫氧化鈉溶液吸收。保持反應(yīng)體系回流，將80kg50%偏鋁酸鈉(500mol)水溶液逐步加入反應(yīng)釜中，回流反應(yīng)四小時以上，停止加熱，降溫至50°C。保持?jǐn)嚢瑁尤霛獍彼{(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值在7?8。過濾除去不溶物得到1lOkg液體酒石酸鋁交聯(lián)劑產(chǎn)品，鋁離子含量3.91%。
[0022]實施例三
[0023]本實施例說明采用本發(fā)明制備的液體酒石酸鋁交聯(lián)劑配制交聯(lián)聚合物壓裂液體系。試驗中聚合物采用日本三菱生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰M06000，平均分子量2000萬，水解度25%。實驗中采用I % KCl去離子水溶液，配制聚合物濃度4g/L的聚合物基液，通過測試一定溫度和剪切速率下體系的粘度隨剪切時間的變化，從而評價交聯(lián)聚合物的性能。流變儀采用的是德國哈克旋轉(zhuǎn)流變儀RS6000。
[0024]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，鋁離子主要由無水氯化鋁和偏鋁酸鈉提供，其特征在于，包括如下操作步驟: (1)配制37.5wt%的酒石酸水溶液，加熱到90?100°C，回流反應(yīng)I小時； (2)在攪拌下緩慢加入氯化鋁，然后繼續(xù)回流反應(yīng)2?4小時，置換出的氯化氫用氫氧化鈉水溶液吸收； (3)在攪拌下加入50wt%偏鋁酸鈉溶液，控制總鋁離子和酒石酸根離子之間的比值為1.5: I?2.0: 1，繼續(xù)回流反應(yīng)4小時，停止加熱，降溫至50°C ; (4)在攪拌下，用濃氨水調(diào)節(jié)pH值在8.0?8.5之間；(5)過濾除去不溶物，得到鋁離子含量為3.0?4.5%的液體酒石酸鋁交聯(lián)劑產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，其特征在于:提供鋁離子的氯化鋁和偏鋁酸鈉的摩爾比為3:1?1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于聚合物水基壓裂的酒石酸鋁交聯(lián)劑的制備方法，其特征在于:反應(yīng)體系的pH = 7.0?8.0。
【文檔編號】C09K8/68GK104232058SQ201310250908
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】劉廷宇 申請人:善若(蘇州)納米材料技術(shù)有限公司