CN105018066A - 一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法 - Google Patents

一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105018066A
CN105018066A CN201510401483.0A CN201510401483A CN105018066A CN 105018066 A CN105018066 A CN 105018066A CN 201510401483 A CN201510401483 A CN 201510401483A CN 105018066 A CN105018066 A CN 105018066A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
fracturing fluid
linking agent
crosslinking agent
linear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510401483.0A
Other languages
English (en)
Inventor
张蕊玲
李莉花
张凯
陈静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Senrui Petroleum Technology Development Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Senrui Petroleum Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Senrui Petroleum Technology Development Co Ltd filed Critical Shaanxi Senrui Petroleum Technology Development Co Ltd
Priority to CN201510401483.0A priority Critical patent/CN105018066A/zh
Publication of CN105018066A publication Critical patent/CN105018066A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62—Compositions for forming crevices or fractures
    • C09K8/66—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/68—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/685—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds containing cross-linking agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/84—Compositions based on water or polar solvents
    • C09K8/86—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds
    • C09K8/88—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds
    • C09K8/885—Compositions based on water or polar solvents containing organic compounds macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种适用于线性胶压裂液的交联剂，其各组成物料以质量份计，包括水30-40份，氧氯化锆10-20份，有机酸10-20份和三乙醇胺30-40份。其可通过下述方法获得：向烧瓶中加入30-40份的水，边搅拌边加入10-20份的氧氯化锆，待氧氯化锆充分溶解之后再加入10-20份的有机酸，有白色沉淀产生，继续加入30-40份三乙醇胺，将烧瓶内的混合物料升温至30-40℃，保温反应1-2h至白色沉淀完全溶解，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。该交联剂耐温性能好，可同时满足中低温、中高温油井的压裂需要，并克服了常规金属交联剂破胶困难的问题。该交联剂还具有用量少，对地层损害小的特点。

Description

一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油气田压裂技术领域，具体涉及一种交联剂及其制备方法，该交联剂适用于线性胶压裂液。
背景技术
目前，水基压裂技术已成为应用广泛的油气井增产措施，交联剂作为其压裂体系的重要组成部分，一直备受石油化工研究者的关注。
交联剂是一类能与聚合物线型大分子链形成新的化学键，使其连结成网状体型结构的化学品。在交联剂的作用下，压裂液体系粘度增加较大，可形成冻胶状的交联体。该交联体在一定温度和氧化剂作用下可降解成低粘度液体(称为破胶)返排。
交联剂主要分为无机交联剂和有机交联剂两大类，每一类交联剂均有其优点和缺点。无机交联剂中比较常见为硼酸盐交联剂，比如硼砂(NaB4O710H2O)、四硼酸钠等。硼酸盐交联剂已发展成为植物胶类水基压裂液的主要交联剂，具有价格低廉，形成的冻胶弹性好等优点，其最大弱点是耐温性差、交联迅速、冻胶泵送时产生摩阻较大，使其仅能在低温浅井上应用。
有机交联剂，尤其是20世纪70年代至80年代发展起来的金属有机交联剂(主要是有机钛和有机锆)，具有用量少、摩阻低、具有延迟交联作用，耐高温抗剪切性能好等诸多优点，但其主要缺点是难破胶，会导致严重的支撑裂缝导流能力损害。为此，在20世纪90年代初研究者们开发了多种适应性强的有机硼交联剂，例如压裂液用有机硼交联剂CT9-6、CQ-OBC、OBN-90以及高温延缓型有机硼交联剂OB-200。这些交联剂在油田现场得到了使用，但有机硼交联剂耐温性能不好，只能满足中高温地层需要。
发明内容
针对上述已有交联剂的技术缺陷，本发明提供了一种适用于线性胶压裂液的交联剂，耐温性能好，同时满足中低温和中高温油井的压裂需要，并克服了常规金属交联剂破胶困难的问题。还有，这种交联剂具有用量少，对地层损害小的优点。
为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种适用于线性胶压裂液的交联剂，各组成物料以质量份计，可通过下述方法获得：向烧瓶中加入30-40份的水，边搅拌边加入10-20份的氧氯化锆，待氧氯化锆充分溶解之后再加入10-20份的有机酸，有白色沉淀产生，继续加入30-40份三乙醇胺，将烧瓶内的混合物料升温至30-40℃，保温反应1-2h至白色沉淀完全溶解，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。
根据本发明的具体实施方式，优选地，所采用的有机酸选用乳酸、琥珀酸、聚乳酸中的一种，或者它们的混合物。
本发明还给出了所述交联剂的制备方法，其包括下述顺序的步骤：
(a)向烧瓶中加入水，边搅拌边加入氧氯化锆；
(b)待氧氯化锆充分溶解后，再加入有机酸，烧瓶内有白色沉淀产生；
(c)继续加入三乙醇胺，将烧瓶内的混合物料升温至30-40℃；
(d)保温反应1-2h至上述白色沉淀完全溶解，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。
通过上述方法制备的交联剂，其中氧氯化锆的有效含量大于36％，有机酸的有效含量大于80％。
本发明采用水、氧氯化锆、有机酸、三乙醇胺为原料制备形成了一种新型的交联剂。其与线性胶压裂液增稠剂配合使用，主要适用于线性胶压裂液。本发明简化了交联剂的制备工艺，便于生产和操作。本发明所述的交联剂耐温范围较宽，可同时满足中低温和中高温油井的压裂需要，并克服了常规金属交联剂破胶困难的问题。通过大量的应用实践得出，该交联剂的交联时间在1min以内可调，在交联比为100:0.4～0.8范围内交联较好，冻胶挑挂性好，冻胶耐温性能可以达到130℃。
附图说明
图1为含实例1所述交联剂的线性胶压裂液80℃下的耐温耐剪切曲线。
图2为含本发明所述交联剂的线性胶压裂液60℃静态滤失试验曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水37份，氧氯化锆13.8份，有机酸13.8份，三乙醇胺35.4份。所述的有机酸选用乳酸。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入37份的水，搅拌情况下加入13.8份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入13.8有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入35.4份三乙醇胺，在35℃下反应1h，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。
线性胶压裂液与本实施例的交联剂的交联比为100:0.5得到压裂液冻胶，在3.5MPa、170s-1、3°/min条件进行剪切，当线性胶压裂液冻胶粘度降低至在50mPa.s时对应温度为80.6℃，说明该条件下线性胶压裂液体系耐温能力超过80℃。其耐温耐剪切曲线见图1。线性胶压裂液中含有增稠剂、压裂助剂、线性胶用破乳助排剂、线性胶用粘土稳定剂，增稠剂的用量占线性胶压裂液重量的0.25％，其中线性胶用破乳助排剂、线性胶用粘土稳定剂均来源于陕西森瑞石油技术开发有限公司。
本实施例获得的压裂液冻胶，压裂液冻胶在3.5MPa，60℃条件下液静态滤失系数为6.8×10－4m/min1/2，属于中等滤失系数。静态滤失试验曲线见图2。
实施例2
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水37份，氧氯化锆14份，有机酸14份，三乙醇胺35份。所述的有机酸选用乳酸、琥珀酸的混合物，乳酸、琥珀酸的质量比为2:1。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入37份的水，搅拌情况下加入14份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入14有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入35份三乙醇胺，在35℃下反应2h，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。
实施例3
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水37份，氧氯化锆14份，有机酸14份，三乙醇胺35份。所述的有机酸选用琥珀酸。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入30份的水，搅拌情况下加入10份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入10有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入30份三乙醇胺，在30℃下反应1h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例4
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水40份，氧氯化锆20份，有机酸20份，三乙醇胺40份。所述的有机酸选用琥珀酸、聚乳酸的混合物，琥珀酸、聚乳酸的质量比为4:3。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入40份的水，搅拌情况下加入20份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入20有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入40份三乙醇胺，在35℃下反应1.5h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例5
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水35份，氧氯化锆15份，有机酸15份，三乙醇胺35份。所述的有机酸选用乳酸、琥珀酸、聚乳酸的混合物，乳酸、琥珀酸、聚乳酸的质量比为5:3:2。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入35份的水，搅拌情况下加入15份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入15有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入35份三乙醇胺，在40℃下反应1.5h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例6
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水32份，氧氯化锆14份，有机酸12份，三乙醇胺36份。所述的有机酸选用乳酸、琥珀酸的混合物，乳酸、琥珀酸的质量比为3:2。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入32份的水，搅拌情况下加入14份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入12份有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入36份三乙醇胺，在40℃下反应1.5h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例7
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水36份，氧氯化锆12份，有机酸14份，三乙醇胺37份。所述的有机酸选用聚乳酸。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入36份的水，搅拌情况下加入12份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入14份有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入37份三乙醇胺，在30℃下反应2h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例8
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水30份，氧氯化锆20份，有机酸20份，三乙醇胺40份。所述的有机酸选用乳酸和聚乳酸的混合物，乳酸和聚乳酸的质量比为7:4。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入30份的水，搅拌情况下加入20份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入20份有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入40份三乙醇胺，在35℃下反应2h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例9
本实施例提供的交联剂，其包括以下原料组成：按质量份数计，水40份，氧氯化锆10份，有机酸10份，三乙醇胺30份。所述的有机酸选用乳酸。
本实施例的交联剂，按以下步骤制备：在烧瓶中加入40份的水，搅拌情况下加入10份氧氯化锆，使其充分溶解之后加入10份有机酸，溶液有白色沉淀产生，继续加入30份三乙醇胺，在40℃下反应1h，出料即得到线性胶用交联剂。
实施例10
含本发明所述交联剂的线性胶压裂液的相关性能测定。
1、线性胶压裂液交联性能测定
测定线性胶压裂液(其中，线性胶增稠剂用量占线性胶压裂液重量的0.25％)与线性胶压裂液用的交联剂在不同交联比(均体积比)下延迟时间和交联性能，试验结果见表1。从表1可以看出，当交联比在100:0.4～0.5时，交联延迟在50～60s，线性胶压裂液冻胶挑挂性能好。
表1，线性胶压裂液交联性能测定结果
序号 交联比 延迟交联时间 交联性能
1 100:0.1 150s 冻胶挑挂较差
2 100:0.2 120s 冻胶挑挂一般
3 100:0.3 70s 冻胶挑挂良好
4 100:0.4 60s 冻胶挑挂好
5 100:0.5 50s 冻胶挑挂好
6 100:0.6 50s 冻胶挑挂良好
7 100:0.7 50s 冻胶挑挂良好
2、线性胶压裂液破胶测定
若线性胶压裂液(线性胶增稠剂用量占线性胶压裂液重量的0.25％)与线性胶压裂液用的交联剂的交联比为100:0.5，在不同储层温度不同破胶剂(过硫酸铵)加量下的线性胶压裂液破胶结果见表2。
从表2得知，在60℃储层下当破胶剂(过硫酸铵)加量大于等于0.02％(重量比)时线性胶压裂液能完全破胶。
表2，线性胶压裂液破胶测定结果
3、线性胶压裂液破胶液残渣含量测定
，线性胶压裂液(线性胶增稠剂用量占线性胶压裂液重量的0.25％)与线性胶压裂液用的交联剂的交联比为100:0.5得到压裂液冻胶，在温度为60℃、破胶剂加量(过硫酸铵)为0.04％、时间为120min条件下测定线性胶压裂液破胶后破胶液残渣。测试结果见表3。从表3获知，破胶液残渣为0.69mg/L，远小于常规羟丙基瓜尔胶压裂液破胶液残渣含量，体现了线性胶压裂液低残渣特点。
表3，线性胶压裂液破胶液残渣测定
序号 1 2 3 4 5 平均值
残渣含量，mg/L 0.75 0.60 0.75 0.65 0.70 0.69
上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种适用于线性胶压裂液的交联剂，其特征在于，各组成物料以质量份计，可通过下述方法获得：向烧瓶中加入30-40份的水，边搅拌边加入10-20份的氧氯化锆，待氧氯化锆充分溶解之后再加入10-20份的有机酸，有白色沉淀产生，继续加入30-40份三乙醇胺，将烧瓶内的混合物料升温至30-40℃，保温反应1-2h至白色沉淀完全溶解，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。
2.根据权利要求1所述的适用于线性胶压裂液的交联剂，其特征在于，所述有机酸选用乳酸、琥珀酸、聚乳酸中的一种，或者它们的混合物。
3.制备权利要求1或2所述的适用于线性胶压裂液的交联剂的方法，其特征在于，包括下述顺序的步骤：
(a)向烧瓶中加入水，边搅拌边加入氧氯化锆；
(b)待氧氯化锆充分溶解后，再加入有机酸，烧瓶内有白色沉淀产生；
(c)继续加入三乙醇胺，将烧瓶内的混合物料升温至30-40℃；
(d)保温反应1-2h至上述白色沉淀完全溶解，出料即得到线性胶压裂液用的交联剂。
CN201510401483.0A 2015-07-09 2015-07-09 一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法 Pending CN105018066A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510401483.0A CN105018066A (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510401483.0A CN105018066A (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105018066A true CN105018066A (zh) 2015-11-04

Family

ID=54408377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510401483.0A Pending CN105018066A (zh) 2015-07-09 2015-07-09 一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105018066A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116751576A (zh) * 2023-06-19 2023-09-15 东营众悦石油科技有限公司 一种水基压裂液用延迟交联剂及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5798320A (en) * 1995-04-25 1998-08-25 Bj Services Company Gelation additive for hydraulic fracturing fluids
CN101724388B (zh) * 2009-12-12 2011-03-16 西南石油大学 适用于160℃-200℃地层加砂压裂的交联剂
CN102492413A (zh) * 2011-12-05 2012-06-13 北京希涛技术开发有限公司 甲醇基压裂液可控交联剂的开发
CN102040995B (zh) * 2010-11-11 2012-11-07 陕西科技大学 高温延缓型有机锆交联剂的制备方法
CN101633840B (zh) * 2009-07-08 2013-02-13 中国石油天然气股份有限公司 一种疏水性基团接枝改性的瓜胶压裂液冻胶

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5798320A (en) * 1995-04-25 1998-08-25 Bj Services Company Gelation additive for hydraulic fracturing fluids
CN101633840B (zh) * 2009-07-08 2013-02-13 中国石油天然气股份有限公司 一种疏水性基团接枝改性的瓜胶压裂液冻胶
CN101724388B (zh) * 2009-12-12 2011-03-16 西南石油大学 适用于160℃-200℃地层加砂压裂的交联剂
CN102040995B (zh) * 2010-11-11 2012-11-07 陕西科技大学 高温延缓型有机锆交联剂的制备方法
CN102492413A (zh) * 2011-12-05 2012-06-13 北京希涛技术开发有限公司 甲醇基压裂液可控交联剂的开发

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116751576A (zh) * 2023-06-19 2023-09-15 东营众悦石油科技有限公司 一种水基压裂液用延迟交联剂及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105368436B (zh) 一种小分子清洁压裂液及其制备方法与应用
CN102838781A (zh) 适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂及其制得的压裂液
CN103484094B (zh) 一种耐高温冻胶压裂液、制备方法及其应用
CN104710973A (zh) 一种无残渣聚合物压裂液
CN105542068A (zh) 疏水缔合型聚丙烯酰胺类压裂液用增稠剂及其制备方法和应用
CN106467734B (zh) 一种压裂用交联剂及其制备方法
CN111019042A (zh) 一种压裂液用抗高温稠化剂及其制备方法和应用
CN103497755A (zh) 一种压裂液的制备方法
CN104927832B (zh) 一种用于非均质储层酸化改造的自转向酸
CN108102633A (zh) 一种粘弹性酸基压裂液及其制备方法
CN105358651A (zh) 含铁破胶剂化合物及它们的使用方法
CN107011879A (zh) 一种耐高温高强度复合交联冻胶封隔剂及制备方法
CN103045212B (zh) 一种微胶囊瓜尔胶及其制备方法
CN104531125A (zh) 一种改性香豆胶压裂液及其制备方法
CN107325805B (zh) 一种纳米复合压裂液及其制备方法和应用
CN110452678B (zh) 一种基于MoS2纳米片制备压裂液的方法
CN105018066A (zh) 一种适用于线性胶压裂液的交联剂及其制备方法
CN107474817B (zh) 一种超分子自组装压裂液
CN106893573A (zh) 一种生物压裂液体系及其制备和应用
CN105368434A (zh) 复合稠化剂压裂液
CN108219766A (zh) 高分子增稠剂及其制备方法和应用
CN107722960A (zh) 一种用于压裂液稠化剂的生产工艺
CN105778883A (zh) 全悬浮清洁聚合物压裂液及其制备方法
CN105219365A (zh) 中深井交联聚合物凝胶堵漏剂及其制备方法
CN102676147B (zh) 大规模改造低残留压裂液

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20151104