[發明專利]羥丙基胍膠酸性交聯劑及交聯劑的制備工藝

無效

• 申請號: 201310162797.0
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103265942A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 康毅;唐朝均;張紹斌
• 申請（專利權）人: 四川省博仁達石油科技有限公司
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及油氣田壓裂液體系，特別是羥丙基胍膠酸性交聯劑及交聯劑的制備工藝。

背景技術

油層水力壓裂，簡稱為油層壓裂或壓裂，是20世紀40年代發展起來的—項改造油層滲流特性的工藝技術，是油氣井增產、注水井增注的一項重要工藝措施。它是利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，隨即在井底附近形成高壓。此壓力超過井底附近地層應力及巖石的抗張強度后，在地層中形成裂縫。繼續將帶有支撐劑的液體注入縫中，使縫向前延伸，并填以支撐劑。這樣在停泵后即可形成一條足夠長，具有一定高度和寬度的填砂裂縫，從而改善油氣層的導流能力，達到油氣增產的目的。

壓裂液提供了水力壓裂施工作業的手段，但在影響壓裂成敗的諸因素中，壓裂液及其性能極為重要。目前國內外使用的壓裂液有很多種，主要有油基壓裂液、水基壓裂液、酸基壓裂液，乳化壓裂液和泡沫壓裂液。其中水基壓裂液和油基壓裂液應用比較廣泛，水基壓裂液是以水作溶劑或分散介質，向其中加入稠化劑、添加劑配制而成的。稠化劑在水中溶脹成溶膠，交聯后形成粘度極高的凍膠。具有粘度高、懸砂能力強、濾失低、摩阻低等優點。通常采用胍膠作為稠化劑，胍膠是天然產物，通常加工中不能將不溶于水的植物成分完全分離開，水不溶物通常在20%～25%之間，加量為0.4%～0.7%。未改性的胍膠在80℃下可保持良好的穩定性，但由于殘渣含量較高，易造成支撐裂縫堵塞。研究發現壓裂液對地層的傷害主要來自液體體系中的稠化劑分子不能完全徹底的返排出地層，殘留在地層中，堵塞油氣通道。且由于目前胍膠價格快速上漲，大幅度增加了壓裂液成本。目前大部分采用的壓裂用二級HPG（羥丙基胍膠）水不溶物一般在8%左右，同時破膠液殘渣較多，對地層和裂縫的傷害較大。

目前，國內制備的羥丙基胍膠壓裂液用交聯劑，普遍采用的是以無機硼或有機硼為主，這些傳統交聯劑需要在堿性條件下交聯，交聯pH為9～11，增大堿含量有利于提高延緩交聯時間，酸性條件下成膠效果不好，甚至不能形成膠凍，不適用于堿敏性地層。當壓裂液進入油氣層后，由于粘土礦物和堿作用，使粘土礦物表面的負電荷增加，水敏性增強，同時還形成了許多硅溶膠，堵塞通道，對地層造成嚴重的二次傷害。基于此發展了基于PH值為酸性的壓裂液體系能較好的解決上述問題，目前用于酸性交聯的主要是有機鈦、鋯類交聯劑，研究認為酸性環境下的交聯機理與常規硼交聯不同，因此增稠劑通常采用成本更高的羧甲基胍膠或者其他合成高分子材料。研究較成熟的酸性壓裂液具有以下特點：

1：酸性壓裂液提供的酸性環境可有效地抑制因粘土表面的負電性而引起的膨脹運移，過量的H+可將粘土分子中的金屬離子置換，加強各層間的分子作用力，起到粘土穩定的作用。因此酸性壓裂液的防膨性能通常來說要比堿性壓裂液好。

2：目前用于酸性交聯的主要是有機鈦、鋯類交聯劑，研究認為酸性環境下的交聯機理與常規硼交聯不同，因此增稠劑通常采用成本更高的羧甲基胍膠、或者其他合成高分子材料。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種適應性廣、實現了交聯劑在酸性條件下交聯的羥丙基胍膠酸性交聯劑及交聯劑的制備工藝。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：羥丙基胍膠酸性交聯劑，它包括交聯劑和交聯穩定劑，交聯劑的加量為壓裂液體系的0.3～0.8%，交聯穩定劑的加量為壓裂液體系的0.5～1%，所述的交聯劑由以下重量比的原料制成：

無機鋯鹽????6～12，

外加劑??????18～25，

余量為水；

所述的外加劑為丙三醇、乙二醇、乳酸、乙酰丙酮中的一種或者多種混合物；

所述的交聯穩定劑為亞硝酸鈉、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉中的一種或者多種混合物。

所述的無機鋯鹽為四氯化鋯、氧氯化鋯、硫酸鋯、醋酸鋯中的一種或者多種混合物。

羥丙基胍膠酸性交聯劑中交聯劑的制備工藝，它包括以下步驟：

S1、按上述交聯劑的配方稱取各原料，將稱取的水加入反應容器中；

S2、將稱取的外加劑加入上述反應容器中，攪拌10～20分鐘；

S3、然后將稱取的無機鋯鹽緩慢逐漸加入上述反應容器中，攪拌50～70分鐘，即得成品。

本發明具有以下優點：