CN110862814A - 一种胍胶压裂液有机钛交联剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石油开采化学助剂技术领域，具体涉及一种胍胶压裂液有机钛交联剂及其制备方法。所述交联剂的原料组成和重量份为：多元醇10—85重量份、有机硅化合物10—90重量份、水30—80重量份、硼化合物2‑90重量份、醇胺化合物2‑90重量份、过氧化物2‑20重量份、高价金属盐10—90重量份、调节剂2‑70重量份、活性剂1‑50重量份、抗凝剂1‑50重量份、无机钛盐1‑80重量份。本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：本发明所述的胍胶压裂液有机钛交联剂能够降低产品的粘度，便于溶解、对交联及破胶具有积极的作用；同时减少对地层和支撑剂填充层造成破坏，能够大规模使用。

Description

一种胍胶压裂液有机钛交联剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油开采化学助剂技术领域，具体涉及一种胍胶压裂液有机钛交联剂及其制备方法。

背景技术

压裂是一项改造油气层渗流特性的工艺技术，是油气井增产、注水井增注的重要工艺措施，在石油与天然气开采油气是低渗透油田开发中具有重要的作用。压裂液经过长期的研究、发展，形成了以水基压裂液为主，包括乳化压裂液、泡沫压裂液、滑溜水压裂液等多种压裂液体系。

在中国剩余石油储量和已探明天然气地质储量中，低渗透油气资源占总油气资源储量80％以上，而水力压裂是开采低渗透储藏油气资源的重要手段。常用的水力压裂液是胍胶压裂液，其交联剂主要包括硼酸、硼砂、有机钛、有机锆等。

经过研究表明，具有稳定性能的低浓度胍胶压裂液越来引起人们的关注；同时交联剂尺度对交联胍胶流变行为的影响，结果表明增大交联剂的尺度能够增加交联效率及交联流体的粘度，能够有效降低胍胶浓度和残渣含量。研究人员成功制备了聚胺基硼酸交联剂，但是该聚胺基硼酸交联剂的胍胶压裂液体系不耐高温，在高温下其粘度会迅速降低，无法用于高温井中。另外过渡类交联剂由于其与胍胶间形成共价键，因此，其交联的胍胶压裂液体系在高温下能够保持较高的粘度。

但是，目前过渡金属类交联剂交联的胍胶压裂液普遍存在破胶后残渣含量较大的问题，对地层和支撑剂填充层造成破坏或伤害，导致其不能大规模使用。

为此，本申请提出了一种胍胶压裂液有机钛交联剂及其制备方法。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的一个主要目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供一种胍胶压裂液有机钛交联剂及其制备方法。本发明所述的胍胶压裂液有机钛交联剂能够降低产品的粘度，便于溶解、对交联及破胶具有积极的作用。

为了实现上述技术方案，本发明提供了以下技术方案：

一种胍胶压裂液有机钛交联剂，所述交联剂的原料组成和重量份为：

作为本发明进一步的改进方案，所述交联剂的原料组成和重量份为：

作为本发明更进一步的改进方案，所述交联剂的原料组成和重量份为：

作为本发明进一步的改进方案，所述多元醇选用季戊四醇、甘油、三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进方案，所述有机硅化合物采用含胺基的有机硅化合物，选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进方案，所述硼化合物选用乙硼烷、硼酸纳、硼酸或硼砂中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进方案，所述醇胺化合物选用一乙醇胺、二乙醇胺、三甲胺、三乙醇胺中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进方案，所述过氧化物选用双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或几种。所述过氧化物能降低高分子溶液粘度，对破胶具有积极的作用。

作为本发明进一步的改进方案，所述高价金属盐选用聚合氯化铝或三氯化铝中的一种或几种。其中，聚合氯化铝是一种净水材料，为一种无机高分子混凝剂，便于产品混合溶解及交联。

作为本发明进一步的改进方案，所述调节剂选用甲酸、乙酸或乳酸中的一种或几种。所述调节剂为酸化调节剂，能与水、醇类、醚类任意混溶。

作为本发明进一步的改进方案，所述活性剂选用甜菜碱。

作为本发明更进一步的优选方案，所述甜菜碱选用烷基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱、烷基酰胺甜菜碱、十八酰胺基丙基甜菜碱中的一种或几种。所述活性剂能够具有强烈的吸湿性能，在本发明中具有交联及破胶具有积极的作用。

作为本发明进一步的改进方案，所述抗凝剂选用柠檬酸钠、柠檬酸钾中的一种或两种。所述抗凝剂能有效缓解产品交联，具有破胶作用。

作为本发明进一步的改进方案，所述无机钛盐选用四氯化钛或硫酸氧钛。

一种胍胶压裂液有机钛交联剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

在密闭环境中，将高价金属盐、无机钛盐加入水中搅拌至完全溶解；在上述溶液中加入过氧化物，同时在60℃—80℃下搅拌20—100min；在上述体系中加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物，在30℃—80℃下搅拌10—60min；在上述形成的体系中加入硼化合物、醇胺化合物，以及在60℃—100℃下搅拌20—100min；最后加入活性剂，继续在60℃—100℃下搅拌30—100min，得到本发明所述的交联剂。

作为本发明进一步的优选方案，当加入过氧化物后，需要在80℃下搅拌30min。

作为本发明进一步的优选方案，当加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物后，需要在60℃下搅拌50min。

作为本发明进一步的优选方案，当加入硼化合物、醇胺化合物后，需要在80℃下搅拌30min。

作为本发明进一步的优选方案，当加入活性剂后，需要在60℃下搅拌50min。

与现有技术相比，本发明具备以下优点和积极效果中的至少之一：本发明所述的胍胶压裂液有机钛交联剂能够降低产品的粘度，便于溶解、对交联及破胶具有积极的作用；同时减少对地层和支撑剂填充层造成破坏，能够大规模使用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

本发明实施例1中，所述交联剂的原料组成和重量份为：

一种胍胶压裂液有机钛交联剂的制备方法，包括以下步骤：在密闭环境中，将高价金属盐、无机钛盐加入水中搅拌至完全溶解；在上述溶液中加入过氧化物，同时在60℃下搅拌20min；在上述体系中加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物，在30℃下搅拌10min；在上述形成的体系中加入硼化合物、醇胺化合物，以及在60℃下搅拌20min；最后加入活性剂，继续在60℃下搅拌30min，得到本发明所述的交联剂。

实施例2

本发明实施例2中，所述交联剂的原料组成和重量份为：

本实施例2的一种胍胶压裂液有机钛交联剂的制备方法，包括以下步骤：在密闭环境中，将高价金属盐、无机钛盐加入水中搅拌至完全溶解；在上述溶液中加入过氧化物，同时在80℃下搅拌100min；在上述体系中加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物，在80℃下搅拌60min；在上述形成的体系中加入硼化合物、醇胺化合物，以及在100℃下搅拌100min；最后加入活性剂，继续在100℃下搅拌100min，得到本发明所述的交联剂。

实施例3

本发明所述实施例3中，所述交联剂的原料组成和重量份为：

本实施例3中，所述一种胍胶压裂液有机钛交联剂的制备方法，包括以下步骤：在密闭环境中，将高价金属盐、无机钛盐加入水中搅拌至完全溶解；在上述溶液中加入过氧化物，同时在60℃—80℃下搅拌20—100min；在上述体系中加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物，在30℃—80℃下搅拌10—60min；在上述形成的体系中加入硼化合物、醇胺化合物，以及在60℃—100℃下搅拌20—100min；最后加入活性剂，继续在60℃—100℃下搅拌30—100min，得到本发明所述的交联剂。

其中，作为本发明进一步的优选方案，当加入过氧化物后，需要在80℃下搅拌30min；当加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物后，需要在60℃下搅拌50min；当加入硼化合物、醇胺化合物后，需要在80℃下搅拌30min；当加入活性剂后，需要在60℃下搅拌50min。

综上，本发明实施例1-3中的实施例3交联剂的原料组成和重量份最为合理。本发明所述的胍胶压裂液有机钛交联剂能够降低产品的粘度，便于溶解、对交联及破胶具有积极的作用；同时减少对地层和支撑剂填充层造成破坏，能够大规模使用。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述交联剂的原料组成和重量份为：

2.根据权利要求1所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述交联剂的原料组成和重量份为：

3.根据权利要求2所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述交联剂的原料组成和重量份为：

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述多元醇选用季戊四醇、甘油、三羟甲基乙烷、木糖醇、山梨醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述有机硅化合物采用含胺基的有机硅化合物，选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述硼化合物选用乙硼烷、硼酸纳、硼酸或硼砂中的一种或几种。

7.根据权利要求1-3任一项所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述醇胺化合物选用一乙醇胺、二乙醇胺、三甲胺、三乙醇胺中的一种或几种。

8.根据权利要求1-3任一项所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述过氧化物选用双氧水、过硫酸铵或过硫酸钾中的一种或几种。

9.根据权利要求1-3任一项所述的一种胍胶压裂液有机钛交联剂，其特征在于，所述活性剂选用甜菜碱；所述甜菜碱选用烷基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、十四烷基二甲基甜菜碱、十八烷基二羟乙基甜菜碱、烷基酰胺甜菜碱、十八酰胺基丙基甜菜碱中的一种或几种。

10.一种胍胶压裂液有机钛交联剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

在密闭环境中，将高价金属盐、无机钛盐加入水中搅拌至完全溶解；在上述溶液中加入过氧化物，同时在60℃—80℃下搅拌20—100min；在上述体系中加入调节剂、抗凝剂、多元醇及有机硅化合物，在30℃—80℃下搅拌10—60min；在上述形成的体系中加入硼化合物、醇胺化合物，以及在60℃—100℃下搅拌20—100min；最后加入活性剂，继续在60℃—100℃下搅拌30—100min，得到本发明所述的交联剂。