一种用于乳液型高温压裂液的交联剂及其制备方法与流程

文档序号:34968179发布日期:2023-08-01 12:41阅读:46来源:国知局

本发明涉及油田化学试剂,具体涉及一种用于乳液型高温压裂液的交联剂及其制备方法。


背景技术:

1、随着油气开发技术的发展,压裂作业已成为油气增产中至关重要的一环,在各类型的油气田开发中应用非常广泛。压裂液主要由稠化剂、交联剂和防膨助剂等添加剂组成,其中,稠化剂主要成分一般为天然高分子聚合物或人工合成聚合物,为压裂液携砂提供必要的流变粘弹性,在稠化剂中起主要作用;加入交联剂,可使高分子聚合物发生交联反应,使其由线性结构逐步转变为三维网状结构,从而发挥良好的增稠增粘作用。交联剂可有效提高压裂液粘度,使压裂液形成凝胶,有利于增强压裂液的造缝和悬砂能力,是压裂液的重要添加剂之一。而在高温作业环境下,线性高分子聚合物容易降解失去流变粘弹性,造成压裂液粘度下降,因此,可使稠化剂形成三维网状结构的交联剂的加入有利于压裂液在高温环境下维持粘度,在高温压裂液的开发中具有重要地位。

2、cn106433601a公开了一种海水基压裂液用交联剂及其制备方法和应用,按照重量比,所述交联剂包含50~60份的水、10~20份的多元醇、10~15份的有机酸、1~5份的无机酸以及3~8份的无机锆盐。该交联剂可以和直接用海水配制的增稠剂基液进行交联,形成海水基压裂液冻胶,在150℃下具有良好的耐剪切性能,适合于海上150℃高温储层压裂改造技术需求,提高了海上压裂效率,降低了作业成本。

3、cn105062456a公开了一种交联剂、羟丙基胍胶压裂液体系及其制备方法。该交联剂包括a组分和b组分;其中,a组分包括硼酸盐,烷基醇胺,第一有机溶剂,第一无机溶剂和酸性ph调节剂;b组分包括碱性ph调节剂;且a组分与b组分的重量比为2:7~1:5。采用该交联剂制备压裂液体系,有利于减少地层伤害、降低压裂液成本、提高压裂效果,同时还有利于降低稠化剂浓度,并保证压裂液性能。

4、cn108179008a公开了一种交联剂体系、低浓度聚合物交联压裂液及其制备方法,包括交联剂主剂和交联剂辅剂;所述交联剂主剂按照重量份计包括以下原料组分:水:36~72份、可溶性金属盐:3~28份、多元醇:12~30份、有机酸或其盐:5~15份、无机盐:0 .1~10份;所述交联剂辅剂按照重量份计包括以下原料组分:水:40~80份、过氧化物或有机酸及其盐:20~60份。制备的基液粘度范围为10~24mpa.s,易于配液,易于泵送。延迟交联时间为30~120s,交联后可形成冻胶,粘度增强3倍以上,有利于携砂,有利于对支持剂输送到裂缝裂缝远端,能有效提高压裂液的携砂能力,裂缝导流能力。

5、可见,现有技术中压裂液交联剂还存在交联速度过快、耐温性能有待提升、组分构成繁杂等缺陷,因此,研发一种交联速度适中、耐温性能优异且简单易得的压裂液交联剂很有必要。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,改善现有压裂液交联剂交联速度过快、耐温性能有待提升、组分构成繁杂等问题。

2、为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:

3、一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:锆盐10-20%、β-环糊精8-16%、表面活性剂5-15%、ph调节剂0.5-4%、去离子水余量;其中,所述锆盐为柠檬酸锆、醋酸锆、硫酸锆中的一种或多种,所述表面活性剂为多元醇表面活性剂、含氟表面活性剂中的一种或多种。

4、作为优选方案,所述ph调节剂为顺丁烯二酸、2,3-二羟基丁二酸、柠檬酸、2-羟基丁二酸中的一种或两种。

5、作为优选方案,所述锆盐为柠檬酸锆与醋酸锆按质量比(3-5):1组成的混合物。

6、作为优选方案,所述多元醇表面活性剂为山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种。

7、作为优选方案,所述含氟表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠、全氟己烷磺酸钾中的一种或两种。

8、进一步地,本发明用于乳液型高温压裂液的交联剂,包括如下重量百分比的组分:锆盐12-18%、β-环糊精10-15%、表面活性剂10-15%、ph调节剂2-4%、去离子水余量。

9、进一步地,本发明用于乳液型高温压裂液的交联剂,包括如下重量百分比的组分:锆盐18%、β-环糊精14%、表面活性剂12%、ph调节剂3.6%、去离子水余量,其中,锆盐为柠檬酸锆与醋酸锆的混合物,表面活性剂为多羟基表面活性剂和含氟表面活性剂的混合物。

10、此外,根据本发明所述一种用于乳液型高温压裂液的交联剂的制备方法,包括如下步骤:

11、s1、将锆盐和一半质量的去离子水加入搅拌釜中,搅拌均匀,得到混合物a;

12、s2、将表面活性剂加入剩余质量的去离子水中分散均匀后,加入β-环糊精,以500-800r/min的速度搅拌混合10-15min,得到混合物b;

13、s3、将混合物a与混合物b搅拌分散均匀,加入ph调节剂混合均匀,即得所述用于乳液型高温压裂液的交联剂。

14、进一步地,s1、s2、s3制备过程均在室温下进行。

15、作为优选方案,步骤s3加入ph调节剂调节体系ph为4.5-6.0。

16、本发明的有益效果:选择特定锆盐交联试剂,并通过科学试验确定其适宜用量,使得本发明交联剂在具有较好的耐高温性能的基础上,也能使压裂液交联体系不过快交联。加入β-环糊精,在交联体系中可通过氢键连接与其他分子形成分子团阻碍锆盐与稠化剂接触,也可适当增大体系粘度,减缓锆盐与稠化剂的接触速度,一定程度降低交联速度。使用特定表面活性剂,在显著降低降低体系表面张力的基础上,与β-环糊精形成分子间氢键,在发挥降低表面张力的同时也可对锆盐与稠化剂的交联反应起到一定阻碍延缓作用。本发明创造性地加入β-环糊精,与特定表面活性剂发挥协同作用,有效降低交联体系的交联速度,并且科学调控交联剂中各成分用量,使得体系具有适宜的酸碱度,保证了本发明交联剂具有优异的交联性能、耐温性能以及施工性能。



技术特征:

1.一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:锆盐10-20%、β-环糊精8-16%、表面活性剂5-15%、ph调节剂0.5-4%、去离子水余量;其中,所述锆盐为柠檬酸锆、醋酸锆、硫酸锆中的一种或多种,所述表面活性剂为多元醇表面活性剂、含氟表面活性剂中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,所述ph调节剂为顺丁烯二酸、2,3-二羟基丁二酸、柠檬酸、2-羟基丁二酸中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,所述锆盐为柠檬酸锆与醋酸锆按质量比(3-5):1组成的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,所述多元醇表面活性剂为山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、季戊四醇硬脂酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,所述含氟表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠、全氟己烷磺酸钾中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:锆盐12-18%、β-环糊精10-15%、表面活性剂10-15%、ph调节剂2-4%、去离子水余量。

7.根据权利要求1所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂,其特征在于,包括如下重量百分比的组分:锆盐18%、β-环糊精14%、表面活性剂12%、ph调节剂3.6%、去离子水余量,其中,锆盐为柠檬酸锆与醋酸锆的混合物,表面活性剂为多羟基表面活性剂和含氟表面活性剂的混合物。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种用于乳液型高温压裂液的交联剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的用于乳液型高温压裂液的交联剂的制备方法,其特征在于,s1、s2、s3制备过程均在室温下进行。

10.根据权利要求8所述的用于乳液型高温压裂液的交联剂的制备方法,其特征在于,步骤s3加入ph调节剂调节体系ph为4.5-6.0。


技术总结
本发明涉及油田化学试剂技术领域,具体涉及一种用于乳液型高温压裂液的交联剂及其制备方法。选择特定锆盐交联试剂,并通过科学试验确定其适宜用量,使得本发明交联剂在具有较好的耐高温性能的基础上,也能使压裂液交联体系不过快交联。本发明创造性地加入β‑环糊精,与特定表面活性剂发挥协同作用,有效降低交联体系的交联速度,并且科学调控交联剂中各成分用量,使得体系具有适宜的酸碱度,保证了本发明交联剂具有优异的交联性能、耐温性能以及施工性能。

技术研发人员:姜红,徐敏杰,李江岳
受保护的技术使用者:东营市百扬石油科技有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/13
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