CN103396780A - 抗高温延缓型有机硼交联剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种抗高温延缓型有机硼交联剂，以质量份计，包括以下原料组成：水20-45份，有机醇5-15份，硼化合物8-20份，硫酸盐0.5-3份，有机酸化合物5-15份，多元醇10-40份，氢氧化钠1-4份。本发明还公开了制备方法。本发明的抗高温延缓型有机硼交联剂的压裂液耐温能力高达140℃，延缓交联时间可达3分钟，且压裂液各项性能优异。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，具体地涉及一种抗高温延缓型有机硼交联剂。
本发明还涉及制备上述抗高温延缓型有机硼交联剂的方法。
背景技术
交联剂是水基冻胶压裂液的一个重要组分，通过与高聚物以多种键态形式络合而形成高粘度凝胶体，以满足压裂施工中造缝和携砂的需要。
目前公知的有机硼交联剂在存放稳定性、耐温性及延缓交联能力等方面尚有一些不足，影响了应用效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗高温延缓型有机硼交联剂。
本发明的又一目的在于提供一种制备上述抗高温延缓型有机硼交联剂的方法。
为实现上述目的，本发明提供的抗高温延缓型有机硼交联剂，以质量份计，包括以下原料组成：
水20-45份，有机醇5-15份，硼化合物8-20份，硫酸盐0.5-3份，有机酸化合物5-15份，多元醇10-40份，氢氧化钠1-4份。
所述的抗高温延缓型有机硼交联剂中，有机醇为丙三醇、乙二醇和正丁醇中的一种或几种的组合。
所述的抗高温延缓型有机硼交联剂中，硼化合物为四硼酸钠和硼酸的一种或两种。
所述的抗高温延缓型有机硼交联剂中，硫酸盐为硫酸镧、硫酸铈、硫酸镨、硫酸钕、硫酸钐、硫酸铕、硫酸钆、硫酸铽中的一种或几种的组合。
所述的抗高温延缓型有机硼交联剂中，有机酸化合物为葡萄糖和葡萄糖酸钠的一种或两种。
所述的抗高温延缓型有机硼交联剂中，多元醇为木糖醇、甘露醇、山梨醇、丙三醇、乙二醇中的一种或几种的组合。
本发明提供的制备上述抗高温延缓型有机硼交联剂的方法，包括以下步骤：
A）在水中加入有机醇，搅拌混合均匀后加热至30-60℃；
B）加入氢氧化钠，溶清；
C）加入硼化合物，30-60℃水解反应；
D）控温至50-90℃，搅拌下加入硫酸盐和有机酸化合物反应；
E）加入多元醇和氢氧化钠，搅拌反应。
本发明提供的抗高温延缓型有机硼交联剂的压裂液耐温能力高达140℃，延缓交联时间可达3分钟，且压裂液各项性能优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，以下实施例中用的物质，除了注明的之外，其余均为市售。
实施例1：
将水35份和丙三醇12份混合并加热至40-45℃，加入氢氧化钠0.4份，溶清后，加入四硼酸钠14份，45-50℃水解0.5小时，控温至65-70℃，再加入硫酸铈1份和葡萄糖酸钠9份，反应2小时，再加入甘露醇27份和氢氧化钠2份，搅拌反应4小时。将产物冷却，得到透明澄清的溶液，即为抗高温延缓型有机硼交联剂。
实施例2：
将水34份和乙二醇11份混合并加热至40-45℃，加入氢氧化钠0.4份，溶清后，加入硼酸13份，45-50℃水解0.5小时，控温至65-70℃，再加入硫酸钐2份和葡萄糖5份，反应2小时，再加入丙三醇28份和氢氧化钠2份，搅拌反应4小时。将产物冷却，得到透明澄清的溶液，即为抗高温延缓型有机硼交联剂。
实施例3：
将水31份和正丁醇9份混合并加热至40-45℃，加入氢氧化钠0.5份，溶清后，加入四硼酸钠15份，45-50℃水解0.5小时，控温至65-70℃，再加入硫酸铽和硫酸镧按质量比1:1的混合物2份和葡萄糖10份，反应2小时，再加入山梨醇30份和氢氧化钠2份，搅拌反应4小时。将产物冷却，得到透明澄清的溶液，即为抗高温延缓型有机硼交联剂。
实施例4：
将水33份和丙三醇与正丁醇按质量1:1的混合醇11份混合并加热至40-45℃，加入氢氧化钠0.4份，溶清后，加入四硼酸钠和硼酸按质量比1:1的混合物20份，45-50℃水解0.5小时，控温至65-70℃，再加入硫酸钕3份和葡萄糖酸钠和葡萄糖按质量比1:1的混合物7份，反应2小时，再加入木糖醇和乙二醇按质量比1:1的混合物46份和氢氧化钠2份，搅拌反应4小时。将产物冷却，得到透明澄清的溶液，即为抗高温延缓型有机硼交联剂。
性能评价：
将本发明实施例制得的交联剂按照本领域的常规方法制得的压裂液，下面按照SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法来评价压裂液性能。
使用HAAKE RS6000流变仪，在140℃温度条件下，剪切速率170s-1下剪切120min，压裂液粘度大于80mPa.s，基液pH=10时，交联延迟时间达到300s，同类压裂液体系在140℃以内剪切2小时后粘度小于50mPa.s，且交联延缓时间很短，说明本发明的高温压裂液用交联剂配制的压裂液耐温、耐剪切能力以及延缓交联能力均优于同类压裂液体系。
Claims (7)
1.一种抗高温延缓型有机硼交联剂，以质量份计，包括以下原料组成：
水20-45份，有机醇5-15份，硼化合物8-20份，硫酸盐0.5-3份，有机酸化合物5-15份，多元醇10-40份，氢氧化钠1-4份。
2.根据权利要求1所述的抗高温延缓型有机硼交联剂，其中，所述有机醇为丙三醇、乙二醇和正丁醇中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的抗高温延缓型有机硼交联剂，其中，所述硼化合物为四硼酸钠和硼酸的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的抗高温延缓型有机硼交联剂，其中，所述硫酸盐为硫酸镧、硫酸铈、硫酸镨、硫酸钕、硫酸钐、硫酸铕、硫酸钆、硫酸铽中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求1所述的抗高温延缓型有机硼交联剂，其中，所述有机酸化合物为葡萄糖和葡萄糖酸钠的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的抗高温延缓型有机硼交联剂，其中，所述多元醇为木糖醇、甘露醇、山梨醇、丙三醇、乙二醇中的一种或几种的组合。
7.制备权利要求1所述抗高温延缓型有机硼交联剂的方法，包括以下步骤：
A）在水中加入有机醇，搅拌混合均匀后加热至30-60℃；
B）加入氢氧化钠，溶清；
C）加入硼化合物，30-60℃水解反应；
D）控温至50-90℃，搅拌下加入硫酸盐和有机酸化合物反应；
E）加入多元醇和氢氧化钠，搅拌反应。
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2013
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