CN102618248A - 一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂的配方及制备方法。所述的高螯合度液态硼交联剂制备方法是按质量百分比分别取10-20%多元醇或多羟基醛，10%硼砂，余量水，在室温下，将上述原料搅拌溶解均匀即可。该硼交联剂优点为：1、制备工艺简单，成本低廉；2、性质稳定，零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工；3、硼砂螯合度高，用量少，既可稀释后使用，也可直接使用，方便现场施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种交联剂，特别是一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂的配方及制备方法。属于油气层开采领域。
背景技术
硼砂价廉易得，是胍胶压裂液体系最常用的交联剂。硼砂在水中溶解度较低（10℃时，溶解度为1.6g/100gH2O），而且环境温度越低，溶解度越小，溶解速度越慢，因此，现场应用时一般将硼砂配制成0.4～1.0%的水溶液用于80℃内油气井的压裂改造。我国北方、西南地区含有丰富的油气资源，冬季、春季气温较低，在配制硼砂交联液时，存在配液慢、溶解不充分或采用热水配制等问题，有时会因交联剂配制不好导致压裂液性能差而出现压裂失败。另外，对于80～130℃的油气井，一般采用耐高温的有机硼交联剂，该交联剂硼砂螯合度低、使用浓度高，且合成工艺复杂，成本较高。
中国专利申请03104738.6公开了“有机硼延迟交联植物胶压裂液”。该发明中有机硼是用十水硼酸钠与多元醛(如乙二醛)反应，再添加多元醇胺(如三乙醇胺)，充分反应，形成有机硼交联剂A组分；以20～30％苛性钠水溶液为有机硼B组分；再将A与B组分按100∶5～100∶15混合，即形成有机硼交联剂。有机硼延迟交联植物胶压裂液由植物胶聚合物(瓜尔胶、香豆胶及其衍生物)、pH值调节剂、破胶剂和有机硼交联剂等组成，溶液介质为水，它是一种适合油田压裂压裂液体系。
中国专利申请 201110049261.9公开了“ 一种固体有机硼延时交联剂的制备方法”。该发明中有机硼交联剂按如下步骤制备：称取原料，原料为糖类化合物与四硼酸钠，其中糖类化合物的重量份为50-75份，四硼酸钠的重量份为25-50份；将原料混合研成粉末；将粉末加热至80－90℃，待其溶化后维持1－1.5h；将步骤3）得到的产物干燥，造粒，粉碎，得到产物。
上述两项专利所述的交联剂制备较为复杂，成本较高。针对现有技术中硼砂水溶液及有机硼交联剂施工中存在问题，我们设计了一种便于低温天气施工且制备简单性质稳定的液态高螯合度液态硼交联剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂配方及制备方法，该交联剂制备工艺简单，成本低，稳定好、硼砂螯合度高。
本发明的技术方案是：设计一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂配方及制备方法，该高螯合度液态硼交联剂是由下述质量百分比的原料组成：多元醇或多羟基醛为10-20%、硼砂为10%、余量为水。
所述的高螯合度液态硼交联剂制备方法是按质量百分比分别取10-20%多元醇或多羟基醛，10%硼砂，余量水，在室温下，将上述原料搅拌溶解均匀即可。
所述的高螯合度液态硼交联剂使用方法为直接加入压裂液基液中使用。
所述的多元醇、多羟基醛和硼砂均为工业纯。
所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种；所述的多羟基醛为葡萄糖、木糖、甘露糖、乙二醛、甘油醛中的一种。
本发明中所涉及的原料市场上均有销售。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
（1）制备工艺简单，成本低廉；
（2）性质稳定，零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工；
（3）硼砂螯合度高，用量少，既可稀释后使用，也可直接使用，方便现场施工。
附图说明
下面结合实施例和实施例附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
图1是实施例中本发明交联剂所制备的冻胶100℃下，压裂液耐温耐剪切性能；
图2 是实施例中本发明交联剂所制备的冻胶50℃下，压裂液耐温耐剪切性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
在实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术和行业标准或公知手段。
实施例1
取15g新戊二醇、10g硼砂加入到75mL水中，搅拌至液体澄清即制成100g本发明的高螯合度液态硼交联剂，该硼交联剂在零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工，适用于胍胶压裂液体系。
实施例2
取20g乙二醛、10g硼砂加入到70mL水中，搅拌至液体澄清即制成100g本发明的高螯合度液态硼交联剂，该硼交联剂在零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工，适用于胍胶压裂液体系。
实施例3
取15g甘露糖、10g硼砂加入到75mL水中，搅拌至液体澄清即制成100g本发明的高螯合度液态硼交联剂，该硼交联剂在零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工，适用于胍胶压裂液体系。
实施例4
取10g新戊二醇、10g硼砂加入到80mL水中，搅拌至液体澄清即制成100g本发明的高螯合度液态硼交联剂，该硼交联剂在零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工，适用于胍胶压裂液体系。
压裂液配方：0.40%羟丙基瓜尔胶，0.05%碳酸钠，1%氯化钾，0.1%杀菌剂。
取该交联剂，按交联比为100:0.6进行交联。所制的冻胶采用HaakeRS6000旋转流变仪进行动态性能测试，结果如图1所示，该交联剂所制备的冻胶100℃下，性能满足压裂施工要求。
实施例5
取20g乙二醛、10g硼砂加入到70mL水中，搅拌至液体澄清即制成100g本发明的高螯合度液态硼交联剂，该硼交联剂在零下15℃无不溶物析出或冰冻，便于低温天气压裂现场施工，适用于胍胶压裂液体系。
压裂液配方是由以下原料按下述质量百分比组成：0.25%羟丙基瓜尔胶，1%氯化钾，0.1%杀菌剂，余量为水。
取该交联剂，按交联比为100:0.5进行交联。所制的冻胶采用HaakeRS6000旋转流变仪进行动态性能测试，结果如图2所示，该交联剂所制备的冻胶50℃下，性能满足压裂施工要求。
上述实施例中的多元醇、多羟基醛和硼砂均为工业纯。其中，多元醇除了是新戊二醇外，还可以是乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、三羟甲基丙烷、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的任意一种；所述的多羟基醛除了是甘露糖或乙二醛外，还可以是葡萄糖、木糖、甘油醛中的一种的任意一种。只要是按质量百分数分别取10-20%多元醇或多羟基醛，10%硼砂，余量水，在室温下，将上述原料搅拌溶解均匀后所配制的交联剂，其性能都满足压裂施工要求。
本发明的高螯合度液态硼交联剂使用方法为直接加入压裂液基液中使用。
Claims (5)
1.一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂，其特征是：它由下述质量百分比的原料组成：多元醇或多羟基醛为10-20%、硼砂为10%、余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂，其特征是：所述的高螯合度液态硼交联剂制备方法是按质量百分比分别取10-20%多元醇或多羟基醛，10%硼砂，余量水，在室温下，将上述原料搅拌溶解均匀即可。
3.根据权利要求1所述的一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂，其特征是：所述的高螯合度液态硼交联剂使用方法为直接加入压裂液基液中使用。
4.根据权利要求1所述的一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂，其特征是：所述的多元醇、多羟基醛和硼砂均为工业纯。
5.根据权利要求1所述的一种胍胶压裂液用的高螯合度液态硼交联剂，其特征是：所述的多元醇为乙二醇、丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、甘油、三羟甲基乙烷、季戊四醇、木糖醇、山梨醇中的一种；所述的多羟基醛为葡萄糖、木糖、甘露糖、乙二醛、甘油醛中的一种。
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