一种用于降低胍胶使用浓度的高效交联剂及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于降低胍胶使用浓度的高效交联剂及其制备方法。该高效交联剂原料组分为硼酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、苯硼环状化合物，其中各组分的质量比例为8～12:6～10:12～15:0.1～0.12。利用本发明交联剂可以在保证同等使用性能前提下，将胍胶稠化剂使用浓度较常规体系减少25％以上使。从而保证压裂施工的顺利进行。可有效降低稠化剂大分子对储层伤害，节约成本。

权利要求

1.一种压裂用高效硼交联剂，其特征在于，原料组分为硼酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、苯硼环状化合物，其中各组分的质量比例为10:6:15:0.1；

所述苯硼环状化合物为对甲基苯硼酸。

2.根据权利要求1所述的硼交联剂，其特征在于，所述硼酸盐为硼酸钠或硼酸钾。

3.一种如权利要求1-2所述硼交联剂的制备方法，其特征在于，将硼酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、苯硼环状化合物按照质量比例为10:6:15:0.1在水中进行反应，即可得到高效硼交联剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为80～120℃。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为1～3小时。

说明书

一种用于降低胍胶使用浓度的高效交联剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及化学合成领域，特别涉及一种储层改造用胍胶压裂液体系中高效交联剂的制备方法。

背景技术

[0002] 压裂液是流体矿(气、汽、油、淡水、盐水、热水等)在开采过程中，为了获得高产而借用液体传导力(如水力等)压裂措施时所用的液体。目前，国内外储层改造中使用最为广泛的压裂液是以改性胍胶为稠化剂，硼、锆等为交联剂，配以其它助剂所形成的冻胶体系。硼交联胍胶凝胶具有较高的粘度，有良好的剪切恢复性能，支撑剂包裹及输送等方面表现出优异性能。然而，胍胶压裂液体系在压裂后会有大量残渣滞留在储层中，严重影响储层改造效果。相关研究表明，胍胶稠化剂水不溶物等是残渣的主要来源。胍胶稠化剂通过改性，水不溶物含量会较大幅度的降低，可由15-18%降低到5-9%；另外通过减少稠化剂浓度也可在一定程度上降低压裂液的残渣量。使用高效交联剂可以降低稠化剂的使用浓度。国内现在使用较为广泛的交联剂是有机硼类，该交联剂技术是将硼酸盐与三乙醇胺等有机配体络合，以提高交联效率以及冻胶性能。但对于中高温油藏，其对胍胶稠化剂使用浓度的降低是极为有限的。因此，制备一种能够降低胍胶使用浓度的高效交联剂是十分必要的。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术中交联剂对胍胶稠化剂使用浓度的降低极为有限的问题，在保障压裂液体系性能的前提下，提供了一种新型高效的交联体系，实现了进一步减少胍胶稠化剂使用浓度，降低稠化剂大分子伤害、节约成本的目的。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

[0005] 一种压裂用高效硼交联剂，原料组分为硼酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、苯硼环状化合物，其中各组分的质量比例为8～12:6～10:12～15:0.1～0.12。

[0006] 本发明研制的一种可大幅度降低压裂液胍胶稠化剂使用浓度的交联剂体系，利用这种交联剂体系可在保证同等使用性能前提下，将胍胶稠化剂使用浓度较常规体系减少25％以上。

[0007] 本发明的高效交联剂通过加大交联离子空间作用距离，降低了交联反应对环境中稠化剂浓度的要求，同时环状结构的配位化合物有特殊的稳定性，使得交联凝胶具有良好稳定的流变性能，可以经受较高的地层温度、较高的剪切和盐度等。

[0008] 常规的硼交联剂只能在小范围内与邻近的胍胶分子作用，形成冻胶。而本发明的新型高效交联剂的长分子链可以与更远的胍胶分子作用，形成冻胶，从而能够有效的提高交联效率。

[0009] 作为优选，本发明中苯硼环状化合物为联苯基二硼酸、二硼酸噻吩或对甲基苯硼酸。

[0010] 作为优选，本发明中硼酸盐为硼酸钠或硼酸钾。

[0011] 本发明中各反应物的质量比例为8～12:6～10:12～15:0.1～0.12。作为优选，各反应物的质量比例为10:6:15:0.1。

[0012] 本发明还提供了一种压裂用高效硼交联剂的制备方法：将硼酸盐、氢氧化钠、碳酸钠、苯硼环状化合物按照质量比例为8～12:6～10:12～15:0.1～0.12在水中进行反应，即可得到高效硼交联剂。其中该质量比例按100重量份水计算。

[0013] 作为优选，上述反应的温度为80～120℃。

[0014] 作为优选，上述反应的时间为1～3小时。

[0015] 本发明与现有技术相比具有以下优点：

[0016] 1）本发明交联剂可显著降低稠化剂使用浓度，降低伤害、节约成本；

[0017] 2）本发明交联剂制备工艺简单，使用的原料种类少，制备过程操作简单；

[0018] 3）本发明交联剂的耐温性能好，其交联结构的特殊稳定性，使其适用于高温深井油、气层的压裂；

[0019] 4）不改变压裂液体系其他组成及比例。

具体实施方式

[0020] 本发明公开了一种用于降低胍胶使用浓度的高效交联剂及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

[0021] 实施例1：高效交联剂的制备

[0022] 将装有磁力搅拌、回流冷凝器、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口烧瓶中加入硼酸钠10g、氢氧化钠6g、碳酸钠15g、联苯基二硼酸0.1g，混合均匀后，升温至90℃，持续搅拌下反应2小时，得到淡黄色液体即为高效硼交联剂。将配制好的0.2％胍胶溶液与所得的交联剂按100:0.2比例均匀混和，即可得到交联凝胶。经测试所形成的凝胶可在65℃条件下持续剪切100min后粘度仍保持在220mPa.S，并且胍胶的使用浓度明显降低。

[0023] 实施例2：高效交联剂的制备

[0024] 将装有磁力搅拌、回流冷凝器、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口烧瓶中加入硼酸钾8g、氢氧化钠10g、碳酸钠12g、二硼酸噻吩0.12g，混合均匀后，升温至110℃，持续搅拌下反应1.5小时，得到微黄透明液体即为高效硼交联剂。将配制好的0.25％胍胶溶液与所得的交联剂按100:0.3比例均匀混和，即可得到交联凝胶。经测试所形成的凝胶可在90℃条件下持续剪切60min后粘度仍保持在200mPa.S，并且胍胶的使用浓度明显降低。

[0025] 实施例3：高效交联剂的制备

[0026] 将装有磁力搅拌、回流冷凝器、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌控温电热套上，向三口烧瓶中加入硼酸钠12g、氢氧化钠6g、碳酸钠15g、对甲基苯硼酸0.12g，混合均匀后，升温至80℃，持续搅拌下反应3小时，得到淡黄色液体即为高效硼交联剂。将配制好的0.2％胍胶溶液与所得的交联剂按100:0.2比例均匀混和，即可得到交联凝胶。经测试所形成的