耐高温有机锆交联剂及其制备方法以及一种压裂液冻胶及其制备方法_2

文档序号:9212146阅读:来源:国知局
、透明、可挑挂状态,即在稠化剂中加入有机锆 交联剂以后,形成可挑挂的粘稠的能悬浮支撑剂的果冻状胶体,简称冻胶。
[0028] 在压裂液冻胶制备过程中,稠化剂溶于水配制为稠化剂的初始粘度将直接影响施 工的难易程度,如稠化剂的初始浓度大于90mPa ·s后,吸液就变的困难,因而配制稠化剂后 有必要测定其表观浓度使其满足30~90mPa *s,即既不会过粘稠也不会因粘度不够导致无 法携砂。
[0029] 该压裂液冻胶在剪切速率为HOiT1的剪切条件下,其室温(25°C )下粘度为300~ 600mPa · s,经90min剪切后,其粘度仍保持在70~90mPa · s以上,经120min剪切后,其粘 度仍保持在50~70mPa · s以上,能够满足压裂施工要求。
[0030] 与现有技术相比,该耐高温有机锆交联剂适用于深层、高温、低渗透为主要特征 的油藏压裂改造中,不但能显著提高压裂液冻胶体系的耐温性、耐剪切性,且具有一定的延 缓交联性能。并且在温度180~200°C下,有机锆交联剂使用量为0. 3%~0. 6%时,配合与 合成的聚合物稠化剂(聚丙烯酰胺类)交联以后,形成的冻胶压裂液冻胶性能稳定,抗温、 抗剪切效果良好,水力压裂效果较好,满足压裂施工要求。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明实施例6的压裂液冻胶在100°C条件下的粘温曲线;
[0032] 图2是本发明实施例6的压裂液冻胶在130°C条件下的粘温曲线;
[0033] 图3是本发明实施例6的压裂液冻胶在160°C条件下的粘温曲线。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合【具体实施方式】对本发明的上述
【发明内容】
作进一步的详细描述。但不应将 此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况 下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的范围 内。
[0035] 实施例1
[0036] 各反应原料的质量百分比为水:丙三醇:氧氯化锆:氢氧化钠:乳酸:葡萄糖酸 钠:N,N~亚甲基双丙烯酰胺:磷酸丁三酯=50:15:5:15:5:3:2:5。
[0037] (1)首先向反应釜内加入水,并调节反应釜温度55°C,然后,边搅拌边加入溶剂丙 三醇,搅拌〇. 5h ;
[0038] (2)反应釜温度保持不变,向釜内加入氧氯化锆,搅拌使其充分溶解到溶剂中,同 时加入NaOH调节pH值为8,水解反应Ih ;
[0039] (3)待反应釜内的原料全部溶解后,调节反应釜温度至80°C,向溶液中加入配 体乳酸、葡萄糖酸钠和交联剂N,N~亚甲基双丙烯酰胺,搅拌至完全溶解,加热络合反应 2. 5h ;
[0040] (4)将反应釜温度升至90°C,加入高温稳定剂磷酸丁三醋,继续反应Ih后,得到橙 红色透明的耐高温有机锆交联剂。
[0041] 实施例2
[0042] 各反应原料的质量比:水:乙二醇:四氯化锆:氢氧化钠:三乙醇胺:葡萄糖酸 钠:N, N~亚甲基双丙稀酰胺:磷酸丁三醋:氯化钾为40:15:6:18:3:5:5:4:4。
[0043] (1)首先向反应釜内加入水,并调节反应釜温度60°C,然后,边搅拌边加入溶剂乙 二醇,搅拌Ih ;
[0044] (2)反应釜温度保持不变,向釜内加入四氯化错,搅拌使其充分溶解到溶剂中,同 时加入NaOH调节pH值为7. 5,水解反应0· 5h ;
[0045] (3)待反应釜内的原料全部溶解后,调节反应釜温度至75°C,向溶液中加入配体 三乙醇胺、葡萄糖酸钠和交联剂N,N~亚甲基双丙烯酰胺,搅拌至完全溶解,加热络合反应 3h ;
[0046] (4)将反应釜温度升至85°C,加入高温稳定剂磷酸丁三酯和氯化钾,继续反应2h 后,得到橙红色透明的耐高温有机锆交联剂。
[0047] 实施例3
[0048] 各反应原料的质量百分比为水:甘露醇:四氯化锆:氢氧化钠:二羟乙基甘氨 酸:葡萄糖酸钠:N, N~亚甲基双丙稀酰胺:硫代硫酸钠=45:15:7:20:3:5:3:2。
[0049] (1)首先向反应釜内加入水,并调节反应釜温度50°C,然后,边搅拌边加入溶剂甘 露醇,搅拌Ih ;
[0050] ⑵反应釜温度保持不变,向釜内加入四氯化错,搅拌使其充分溶解到溶剂中,同 时加入NaOH调节pH值为8. 5,水解反应0· 5h ;
[0051] (3)待反应釜内的原料全部溶解后,调节反应釜温度至70°C,向溶液中加入配体 二羟乙基甘氨酸、葡萄糖酸钠和交联剂N,N~亚甲基双丙烯酰胺,搅拌至完全溶解,加热络 合反应2. 5h ;
[0052] (4)将反应釜温度升至80°C,加入高温稳定剂硫代硫酸钠,继续反应1.5h后,得 到橙红色透明的耐高温有机锆交联剂。
[0053] 实施例4
[0054] 各反应原料的质量百分比为水:丙三醇:氧氯化锆:氢氧化钠:乳酸:醋 酸:N, N~亚甲基双丙稀酰胺:硫代硫酸钠=55:18:5:10:4:3:3:2。
[0055] (1)首先向反应釜内加入水,并调节反应釜温度60°C,然后,边搅拌边加入溶剂丙 三醇,搅拌〇. 5h ;
[0056] (2)反应釜温度保持不变,向釜内加入氧氯化锆,搅拌使其充分溶解到溶剂中,同 时加入NaOH调节pH值为8,水解反应Ih ;
[0057] (3)待反应釜内的原料全部溶解后,调节反应釜温度至75°C,向溶液中加入配体 乳酸、醋酸和交联剂N,N~亚甲基双丙烯酰胺,搅拌至完全溶解,加热络合反应3h ;
[0058] (4)将反应釜温度升至85°C,加入高温稳定剂硫代硫酸钠,继续反应I. 5h后,得到 橙红色透明的耐高温有机锆交联剂。
[0059] 实施例5
[0060] 各反应原料的质量百分比为水:乙二醇:四氯化锆:氢氧化钠:乳酸:三乙醇 胺:N, N~亚甲基双丙稀酰胺:四乙稀五胺:氯化钾=35:15:10:20:6:4:5:3:2。
[0061] (1)首先向反应釜内加入水,并调节反应釜温度55°C,然后,边搅拌边加入溶剂乙 二醇,搅拌Ih ;
[0062] (2)反应釜温度保持不变,向釜内加入四氯化锆,搅拌使其充分溶解到溶剂中,同 时加入NaOH调节pH值为7. 5,水解反应0· 5h ;
[0063] (3)待反应釜内的原料全部溶解后,调节反应釜温度至70°C,向溶液中加入配体 乳酸、三乙醇胺和交联剂N,N~亚甲基双丙烯酰胺,搅拌至完全溶解,加热络合反应2h ;
[0064] (4)将反应釜温度升至90°C,加入高温稳定剂四乙烯五胺和氯化钾,继续反应2h 后,得到橙红色透明的耐高温有机锆交联剂。
[0065] 以下实施例6~8均为采用上述实施例5制得到耐高温有机锆交联剂制备的压裂 液冻胶,以下各组分加入量均为重量百分数。
[0066] 其中,在实施例6~8采用的所述氯化钾、所述甲醇和所述硫代硫酸钠为本领域 常规市售试剂,任何市售的符合分析纯标准的氯化钾均可用于本发明;所述助排剂为上海 建鸿实业有限公司生产的FC-118型氟碳类表面活性剂;所述增稠剂为采用已公开专利 CN104231156A制备的清洁压裂液增稠剂;所述防膨剂为采用已公开专利CN104277817A制 备的压裂用抗高温防膨剂,所述温度稳定剂为硫代硫酸钠。
[0067] 在实施例6~8中,所述增稠剂的制备方法为:1)配制混合反应液:在3000mL烧 杯中加入蒸馏水560g,加入单体AAM 100g、单体AMPS 30g、单体ST 100g、单体DAC 150g、单 体BNS 10g、单体NVP 50g,搅拌至完全溶解;2)用氢氧化钠调节混合反应液pH值至pH = 8,并将溶液温度维持在15°C。顶吹30分钟氮气除氧,加入引发剂(每升混合反应液中加 入过硫酸钾0. 05g、亚硫酸氢钠0. 06g、偶氮二异丁腈0. 06g、甲醛合次硫酸氢钠0. 05g),弓丨 发20分钟产生自由基;3)将温度升高到室温,用微波法中火(500W)加热2分
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