一種壓裂用有機(jī)硼高溫交聯(lián)劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井的壓裂液添加劑及制備方法，特別涉及一種壓裂用有機(jī)硼高溫交聯(lián)劑的制備方法，用以滿足高溫油氣井的壓裂施工要求。
【背景技術(shù)】
[0002]水基壓裂作為油氣藏主要增產(chǎn)措施已經(jīng)應(yīng)用近50年，它是利用地面高壓栗組將高粘流體以大大超過地層吸收能力的流量注入井中，隨即在井底附近形成高壓。此壓力超過井底附近地應(yīng)力及巖石的抗張強(qiáng)度后，在地層中形成裂縫。繼續(xù)將壓裂液注入裂縫中，則裂縫向前延伸。壓力釋放后支撐劑砂礫或陶粒支撐裂縫，這樣停栗后在地層中形成足夠長(zhǎng)的具有一定寬度和高度的填砂裂縫，該裂縫具有很高的滲透能力，從而大大改善了油氣層的滲透性，使油氣順暢流入采出井，起到增產(chǎn)的作用。
[0003]應(yīng)用水力壓裂技術(shù)是提高油氣田采油采氣指數(shù)，提高單井產(chǎn)量的最有效的方法。在壓裂作業(yè)過程中，為保證壓裂液的性能符合施工工藝要求，需要添加適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)劑，主要有稠化劑、交聯(lián)劑、助排劑、防膨劑、ph調(diào)節(jié)劑、殺菌劑等。
[0004]壓裂作為油氣藏的主要增產(chǎn)、增注措施，已得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，隨著水力壓裂技術(shù)的進(jìn)步，為使支撐劑遠(yuǎn)離井眼達(dá)到深穿透，國(guó)外從60年代末就開始使用高粘度的交聯(lián)壓裂液。交聯(lián)壓裂液的發(fā)展，保證了高溫深層壓裂施工的成功
交聯(lián)劑是通過交聯(lián)離子(基團(tuán))將溶解于水中的聚合物線型大分子鏈上的活性基團(tuán)用化學(xué)鍵連接起來而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)劑，它是一種常用的壓裂液添加劑。
[0005]交聯(lián)劑的選用由聚合物可交聯(lián)的官能團(tuán)和聚合物水溶液的pH決定，比較常用的且工業(yè)化的交聯(lián)劑為硼砂、有機(jī)鋯、有機(jī)硼等。在八十年代后期，大量試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)金屬交聯(lián)壓裂液存在破膠困難，對(duì)支撐裂縫導(dǎo)流能力傷害嚴(yán)重等問題，硼凍膠壓裂液又成為當(dāng)今壓裂液研究發(fā)展的主要方向之一。
[0006]無機(jī)硼交聯(lián)壓裂液存在交聯(lián)時(shí)間快，耐溫性能差的缺點(diǎn)，其使用范圍受到很大限制。為此，國(guó)內(nèi)外在九十年代初開展了有機(jī)硼交聯(lián)劑研究。
[0007]中國(guó)專利文獻(xiàn)公開號(hào)103396780A，專利名稱為《抗高溫延緩型有機(jī)硼交聯(lián)劑及其制備方法》，以質(zhì)量份計(jì)，包括以下原料組成:水20-45份，有機(jī)醇5-15份，硼化合物8-20份，硫酸鹽0.5-3份，有機(jī)酸化合物5-15份，多元醇10-40份，氫氧化鈉I _4份。本發(fā)明還公開了制備方法。本發(fā)明的抗高溫延緩型有機(jī)硼交聯(lián)劑的壓裂液耐溫能力高達(dá)140°C，延緩交聯(lián)時(shí)間可達(dá)3分鐘，且壓裂液各項(xiàng)性能優(yōu)異。但是其存在的問題是存在反應(yīng)時(shí)間快，不耐剪切等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種壓裂用有機(jī)硼高溫交聯(lián)劑的制備方法。
[0009]其技術(shù)方案是:包括以下步驟，按重量份: (1)、將20%水作為溶劑加入反應(yīng)釜中，再加入10%的甲醇攪拌升溫到50°C；
(2)、向反應(yīng)釜中投入15%的四硼酸鈉，攪拌并保持50°C恒溫直到四硼酸鈉完全溶解；
(3)、投入18%絡(luò)合劑木糖醇，攪拌并升溫到600C，木糖醇充分溶解；
(4)、反應(yīng)釜關(guān)蓋密封繼續(xù)升溫到75°C，并保持恒溫，依次滴加10%三乙醇胺和5%的戊二醛，滴加完成后繼續(xù)恒溫75°C反應(yīng)3小時(shí)；
(5 )、用17%的水溶解5%的氫氧化鈉，并抽入滴加罐中備用；
(6)、將步驟(5)中的氫氧化鈉溶液滴加到步驟(4)中，滴加過程中時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)釜中的Ph值變化，PM直到1后則停止滴加；
(7)、繼續(xù)攪拌關(guān)注釜內(nèi)ph值的變化，若ph降低則繼續(xù)滴加步驟(5)中的溶液直到ph值穩(wěn)定后在停止滴加；
(8)、保持75°C恒溫繼續(xù)攪拌I小時(shí)后放料，得到高溫交聯(lián)劑。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明介紹的高溫交聯(lián)劑克服了用無機(jī)硼作為交聯(lián)劑反應(yīng)時(shí)間快，不耐剪切等缺點(diǎn)，根據(jù)傳統(tǒng)有機(jī)硼交聯(lián)劑的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)使得本交聯(lián)劑能適用耐溫能力:140?160°C的溫度條件;交聯(lián)時(shí)間:80s，其交聯(lián)性能:可與植物膠交聯(lián)，形成凍膠挑掛，與現(xiàn)有技術(shù)相比配方不同，制備方法不同，其得到的交聯(lián)劑更耐剪切，且反應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)。
【附圖說明】
[0011]附圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:本發(fā)明提到的一種壓裂用有機(jī)硼高溫交聯(lián)劑的制備方法，包括以下步驟，按重量份:
(1)、將20%水作為溶劑加入反應(yīng)釜中，再加入10%的甲醇攪拌升溫到50°C；
(2)、向反應(yīng)釜中投入15%的四硼酸鈉，攪拌并保持50°C恒溫直到四硼酸鈉完全溶解；
(3)、投入18%絡(luò)合劑木糖醇，攪拌并升溫到600C，木糖醇充分溶解；
(4)、反應(yīng)釜關(guān)蓋密封繼續(xù)升溫到75°C，并保持恒溫，依次滴加10%三乙醇胺和5%的戊二醛，滴加完成后繼續(xù)恒溫75°C反應(yīng)3小時(shí)；
(5 )、用17%的水溶解5%的氫氧化鈉，并抽入滴加罐中備用；
(6)、將步驟(5)中的氫氧化鈉溶液滴加到步驟(4)中，滴加過程中時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)釜中的Ph值變化，PM直到1后則停止滴加；
(7)、繼續(xù)攪拌關(guān)注釜內(nèi)ph值的變化，若ph降低則繼續(xù)滴加步驟(5)中的溶液直到ph值穩(wěn)定后在停止滴加；
(8)、保持75°C恒溫繼續(xù)攪拌I小時(shí)后放料，得到高溫交聯(lián)劑。
[0013]實(shí)施例2:用IT反應(yīng)釜生產(chǎn)
(1)、將200kg水作為溶劑加入反應(yīng)釜中，再加入10kg的甲醇攪拌升溫到50°C；
(2)、向反應(yīng)釜中投入150kg的四硼酸鈉，攪拌并保持50°C恒溫直到四硼酸鈉完全溶解；
(3)、投入180kg絡(luò)合劑木糖醇，攪拌并升溫到600C，木糖醇充分溶解；
(4)、反應(yīng)釜關(guān)蓋密封繼續(xù)升溫到75°C，并保持恒溫，依次滴加10kg三乙醇胺和50kg的戊二醛，滴加完成后繼續(xù)恒溫75°C反應(yīng)3小時(shí)；
(5)、用170kg的水溶解50kg的氫氧化鈉，并抽入滴加罐中備用；
(6)、將5中的氫氧化鈉溶液滴加到4中，滴加過程中時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)釜中的ph值變化，ph值到10后則停止滴加；
(7)、繼續(xù)攪拌關(guān)注釜內(nèi)ph值的變化，若ph降低則繼續(xù)滴加5中的溶液直到ph值穩(wěn)定后在停止滴加；
(8 )、保持75 0C恒溫繼續(xù)攪拌I小時(shí)后放料。
[0014]取樣檢測(cè)，本次合成的高溫交聯(lián)劑達(dá)到預(yù)期效果。
[0015]實(shí)施例3:用3T反應(yīng)釜生產(chǎn)
(I)、將600kg水作為溶劑加入反應(yīng)釜中，再加入300kg的甲醇攪拌升溫到50°C ；
(2 )、向反應(yīng)釜中投入450kg的四硼酸鈉，攪拌并保持50 V恒溫直到四硼酸鈉完全溶解；
(3)、投入540kg絡(luò)合劑木糖醇，攪拌并升溫到600C，木糖醇充分溶解；
(4)、反應(yīng)釜關(guān)蓋密封繼續(xù)升溫到75°C，并保持恒溫，依次滴加300kg三乙醇胺和150kg的戊二醛，滴加完成后繼續(xù)恒溫75 °C反應(yīng)3小時(shí)；
(5)、用510kg的水溶解50kg的氫氧化鈉，并抽入滴加罐中備用；
(6)、將5中的氫氧化鈉溶液滴加到4中，滴加過程中時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)釜中的ph值變化，ph值到10后則停止滴加；
(7)、繼續(xù)攪拌關(guān)注釜內(nèi)ph值的變化，若ph降低則繼續(xù)滴加5中的溶液直到ph值穩(wěn)定后在停止滴加；
(8 )、保持75 0C恒溫繼續(xù)攪拌I小時(shí)后放料。
[0016]取樣檢測(cè)，本次合成的高溫交聯(lián)劑達(dá)到預(yù)期效果。
[0017]上述實(shí)施例1-3制備的高溫交聯(lián)劑在中石化華北分公司鹽池柳平13井現(xiàn)場(chǎng)分別使用，效果良好，施工過程順利，在170s-l、140°C條件下剪切2h，凍膠的粘度均能保持在90mPa.s以上，滿足140°C深井施工要求，使用本配方生產(chǎn)的高溫交聯(lián)劑適用于高溫井的施工。
[0018]以上所述，僅是本發(fā)明的部分較佳實(shí)施例，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所進(jìn)行的任何簡(jiǎn)單修改或等同置換，盡屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓裂用有機(jī)硼高溫交聯(lián)劑的制備方法，其特征是:包括以下步驟，按重量份: (1)、將20%水作為溶劑加入反應(yīng)釜中，再加入10%的甲醇攪拌升溫到50°C； (2)、向反應(yīng)釜中投入15%的四硼酸鈉，攪拌并保持50°C恒溫直到四硼酸鈉完全溶解； (3 )、投入18%絡(luò)合劑木糖醇，攪拌并升溫到60 0C，木糖醇充分溶解； (4)、反應(yīng)釜關(guān)蓋密封繼續(xù)升溫到75°C，并保持恒溫，依次滴加10%三乙醇胺和5%的戊二醛，滴加完成后繼續(xù)恒溫75°C反應(yīng)3小時(shí)； (5 )、用17%的水溶解5%的氫氧化鈉，并抽入滴加罐中備用； (6)、將步驟(5)中的氫氧化鈉溶液滴加到步驟(4)中，滴加過程中時(shí)刻關(guān)注反應(yīng)釜中的Ph值變化，PM直到1后則停止滴加； (7)、繼續(xù)攪拌關(guān)注釜內(nèi)ph值的變化，若ph降低則繼續(xù)滴加步驟(5)中的溶液直到ph值穩(wěn)定后在停止滴加； (8)、保持75°C恒溫繼續(xù)攪拌I小時(shí)后放料，得到高溫交聯(lián)劑。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓裂用有機(jī)硼高溫交聯(lián)劑的制備方法。本發(fā)明主要是以四硼酸鈉、木糖醇、三乙醇胺、戊二醛、甲醇、氫氧化鈉等為主要原材料，經(jīng)絡(luò)合反應(yīng)，ph調(diào)節(jié)等最終得到滿足140℃高溫井施工要求的有機(jī)硼交聯(lián)劑。本發(fā)明介紹的高溫交聯(lián)劑克服了用無機(jī)硼作為交聯(lián)劑反應(yīng)時(shí)間快，不耐剪切等缺點(diǎn)，根據(jù)傳統(tǒng)有機(jī)硼交聯(lián)劑的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)使得本交聯(lián)劑能適用更高的140℃-160℃的溫度條件。
【IPC分類】C09K8/68
【公開號(hào)】CN105623640
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610020037
【發(fā)明人】孫永強(qiáng), 孫志強(qiáng), 孫方園, 韓慶鍵, 任平平
【申請(qǐng)人】東營(yíng)施普瑞石油工程技術(shù)有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日