有机锆交联剂及耐温220°c的羟丙基胍胶压裂液的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种有机锆交联剂及耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液；解决了现有压裂液耐温能力不足的问题；具体的是采用水、锆的化合物、有机酸、链烷醇胺等几种物质制备出一种新型耐高温有机锆交联剂，再以该有机锆交联剂为原料，加入羟丙基胍胶水溶液、调理剂及注排剂，制备耐温可达220°C的羟丙基胍胶压裂液。该压裂液在220°C温度范围内具有良好的耐温剪切性能，在170^1条件下剪切120分钟后压裂液粘度保持在140mPa-s以上，所以，对于井温高于220°C的油井，该压裂液满足这部分油井的压裂施工要求。
【专利说明】有机锆交联剂及耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种有机锆交联剂，还涉及具有该有机锆交联剂组分的压裂液。
【背景技术】
[0002] 本 申请人:于2011年9月22日申请了名称为"耐温200°C压裂液"的发明专利，专 利号为201110282631. 1。该压裂液专利将原来压裂液耐温160°C提高到可耐温200°C，但 压裂施工现场井温超过200°C的油井，使用该压裂液后其性能下降，不能很好的满足工艺要 求，所以有必要开发耐温性能更好的压裂液，才能更好的完成这部分油井的压裂工作。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种耐温可达220°C的羟丙基胍胶压裂液。
[0004] 为了能够满足前述目的，本发明还提供了满足羟丙基胍胶压裂液耐高温性能所需 的一种有机锫交联剂。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种有机锆交联剂，以质量份 计，具体包括以下组分： 水： 30?32份； 有机醇： 20?24份； 锆的化合物：6?7份； 有机酸： 2?3份； 链烷醇胺： 30?32份； 上述有机锆交联剂中所采用的有机醇为丙三醇、乙二醇中的一种或二者的混合；所述 的锆的化合物为氧氯化锆或氯化锆；所采用的有机酸为乳酸和/或乙酸；所述的链烷醇胺 为二乙醇胺、三乙醇胺及异丙醇胺中的一种或几种的混合。
[0006] 上述有机锆交联剂的制备方法，具体步骤如下： 将定量的水和有机醇加入装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中，搅拌混合 均匀后升温至l〇〇±5°C;然后在搅拌的条件下加入锆的化合物，升温至120°C?125°C条件 下反应3?3. 5小时；最后再加入有机酸和链烷醇胺，恒温在120°C?125°C条件下搅拌反 应3?3. 5小时，即得所述有机锆交联剂。
[0007] 本发明还提供一种耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液，以体积份计，其包括以下组 分： 羟丙基胍胶水溶液 98. 6?99. 15份， 有机锆交联剂 0. 4?0. 6份， 调理剂 0· 15?0· 3份， 助排剂 0. 3?0. 5份； 所述压裂液中羟丙基胍胶水溶液中羟丙基胍胶的质量浓度为〇. 5%?0. 8%，pH值为 4?5 ;所采用的调理剂为NaOH水溶液，其质量浓度为10%?20% ;所采用的助排剂可以为 北京华油科隆开发公司提供的DL-12型助排剂和/或DL-8型助排剂，当所述助排剂DL-12 和DL-8组合使用时，以可以顺利进行反应为前提，二者可以任意比例混合。
[0008] 上述耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液的制备方法，具体包括以下步骤： 在搅拌条件下，在水中加入羟丙基胍胶，混合均匀后，得到羟丙基胍胶水溶液；在上述 羟丙基胍胶水溶液依次加入调理剂和助排剂，混合均匀后，再加入交联剂，搅拌混合均匀即 成。
[0009] 本发明的有益效果：本发明采用水、锆的化合物、有机酸、链烷醇胺等几种物质制 备出一种新型耐高温有机锆交联剂，与羟丙基胍胶水溶液在碱性条件下交联，所得到的冻 胶压裂液在最高温度220°C范围内具有良好的耐温剪切性能，在HOiT1条件下剪切120分 钟后压裂液粘度保持在HOmPa·s以上，所以，对于井温高于220°C的油井，该压裂液满足这 部分油井的压裂施工要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为实施例1所制得的羟丙基胍胶压裂液在220°c条件下的耐温耐剪切性能曲 线。
[0011] 图2为实施例3所制得的羟丙基胍胶压裂液在220°C条件下的耐温耐剪切性能曲 线。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的说明： 实施例1 一、有机锆交联剂的制备： 1、 原料组成：水32g、丙三醇24g、氧氯化锫6g、乙酸3g、异丙醇胺32g; 2、 制备步骤：常温下将水和丙三醇搅拌混合均匀后，加热升温至KKTC;在搅拌的条件 下加入氧氯化锆，升温至120°C，搅拌反应3. 5小时；再加入乙酸和异丙醇胺，在125°C条件 下搅拌反应3小时，制得有机锆交联剂。
[0013] 二、耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液的制备： 1、 原料组成：〇. 5wt%的羟丙基胍胶水溶液98. 9ml、质量浓度为10%的NaOH水溶液 0. 2ml、北京华油科隆开发公司提供的DL-12型助排剂0. 3ml、前述有机锆交联剂0. 6ml; 2、 制备步骤：按照水：羟丙基胍胶=99. 5 :0. 5的质量比，在搅拌条件下，向水中加入羟 丙基胍胶，待胍胶充分溶解，即得〇. 5wt%的羟丙基胍胶水溶液；在上述羟丙基胍胶水溶液 中依次加入调理剂和助排剂，混合均匀后，加入交联剂，搅拌均匀形成羟丙基胍胶压裂液。
[0014] 通过观察可知本实施例提供的羟丙基胍胶压裂液可挑挂。采用RS600流变仪测试 本实施例提供的羟丙基胍胶压裂液的耐温耐剪切性能，结果参见图1，图1所示的结果显示 本实施例的羟丙基胍胶压裂液可耐温220°c以上，在HOiT1条件下剪切120分钟后羟丙基 胍胶压裂液粘度保持在140mPa.s以上，羟丙基胍胶压裂液具有较好的携砂能力。
[0015] 实施例2 一、有机锆交联剂的制备： 1、原料组成为：水32g、丙三醇24g、氯化锫6g、乙酸3g、异丙醇胺32g; 2、制备方法：常温下将水和丙三醇搅拌混合均匀后，加热升温至98°C;在搅拌的条件下 加入氯化锆，升温至120°C，搅拌反应3小时；再加入乳酸和三乙醇胺，恒温在120°C条件下 搅拌反应3. 5小时，制得有机锆交联剂。
[0016] 二、耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液的制备： 1、 原料组成：〇. 5wt%的羟丙基胍胶水溶液98. 9ml、质量浓度为10%的NaOH水溶液 0. 2ml、北京华油科隆开发公司提供的DL-12型助排剂0. 3ml、前述有机锆交联剂0. 6ml; 2、 制备步骤：按照水：羟丙基胍胶=99. 5 :0. 5的质量比，在搅拌条件下，向水中加入羟 丙基胍胶，待胍胶充分溶解，即得〇. 5wt%的羟丙基胍胶水溶液；在上述羟丙基胍胶水溶液 中依次加入调理剂和助排剂，混合均匀后，加入交联剂，搅拌均匀形成羟丙基胍胶压裂液。
[0017] 实施例3 一、有机锆交联剂的制备： 1、 原料组成为：水30g、乙二醇20g、氧氯化锆7g、乳酸2g、三乙醇胺30g; 2、 制备方法：常温下将水和乙二醇搅拌混合均匀后，加热升温至102°C;在搅拌的条件 下加入氧氯化锆，升温至125°C，搅拌反应3. 5小时；再加入乳酸和三乙醇胺，在120°C条件 下搅拌反应3小时，制得有机锆交联剂。
[0018] 二、耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液的制备： 1、 原料组成：〇. 6wt%的羟丙基胍胶水溶液98. 6ml、质量浓度为10%的NaOH水溶液 0. 3ml、北京华油科隆开发公司提供的DL-8型助排剂0. 4ml、前述有机锆交联剂0. 7ml; 2、 制备步骤：按照水：羟丙基胍胶=99. 4 :0. 6的质量比，在搅拌条件下，向水中加入羟 丙基胍胶，待胍胶充分溶解，即得〇. 6wt%的羟丙基胍胶水溶液；在上述羟丙基胍胶水溶液 中依次加入调理剂和助排剂，混合均匀后，加入交联剂，搅拌均匀形成羟丙基胍胶压裂液。
[0019] 通过观察得知本实施例提供的冻胶压裂液可挑挂。采用RS600流变仪测试本实施 例羟丙基胍胶压裂液的耐温耐剪切性能，结果参见图2,图2所示的结果显示本实施例的羟 丙基胍胶压裂液可耐温220°C以上，在HOiT1条件下剪切120分钟后羟丙基胍胶压裂液粘 度保持在140mPa.s以上，羟丙基胍胶压裂液具有较好的携砂能力。
【权利要求】
1. 一种有机锆交联剂，以质量份计，具体包括以下组分： 水： 30?32份 有机醇： 20?24份 锆的化合物： 6?7份 有机酸： 2?3份 链烷醇胺： 30?32份 上述有机锆交联剂中所采用的有机醇为丙三醇、乙二醇中的一种或二者的混合；所述 的锆的化合物为氧氯化锆或氯化锆；所采用的有机酸为乳酸和/或乙酸；所述的链烷醇胺 为二乙醇胺、三乙醇胺及异丙醇胺中的一种或几种的混合。
2. 制备权利要求1所述有机锆交联剂的方法，具体步骤如下： 将定量的水和有机醇加入装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的四口烧瓶中，搅拌混合 均匀后升温至l〇〇±5°C;然后在搅拌的条件下加入锆的化合物，升温至120°C?125°C条件 下反应3?3. 5小时；最后在再加入有机酸和链烷醇胺，恒温在120°C?125°C条件下搅拌 反应3?3. 5小时，即得所述有机锆交联剂。
3. 以权利要求1所述的有机锆交联剂为原料的一种耐温220°C的羟丙基胍胶压裂液， 以体积份计，具体包括以下组分： 羟丙基胍胶水溶液 98. 6?99. 15份， 有机锆交联剂 0. 4?0. 6份， 调理剂 0· 15?0· 3份， 助排剂 0. 3?0. 5份； 所述羟丙基胍胶水溶液中羟丙基胍胶的质量浓度为〇. 5%?0. 8%，pH值为4?5 ;所采 用的调理剂为NaOH水溶液，其质量浓度为10%?20% ;所采用的助排剂为北京华油科隆开 发公司提供的DL-12型助排剂和/或DL-8型助排剂。
【文档编号】C09K8/68GK104212437SQ201410389643
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】刘庆旺, 王继刚, 范振忠, 娄燕敏, 万家瑰, 赵景园, 牛攀 申请人:东北石油大学