[發明專利]一種壓裂液用硼交聯劑及制法和由其制備的超低羥丙基胍膠濃度壓裂液

在審

• 申請號: 201410782362.0
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN105754574A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 賈文峰;陳作;姚奕明;蔣廷學;張旭東;王寶峰;魏娟明;杜濤;徐勝強;曲海
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發明涉及油氣田開發技術領域，更進一步說，涉及一種壓裂液用硼交聯劑及其制備的超低羥丙基胍膠濃度壓裂液。

背景技術

隨著國內外水平井分段壓裂增產技術的不斷增加，對羥丙基胍膠的需求量不斷增大。胍膠原材料主要受國外控制，價格波動較大，降低羥丙基胍膠使用濃度，可以降低壓裂液成本，平抑供求矛盾。

硼交聯劑是目前使用最為廣泛的水基壓裂液用交聯劑，然而傳統硼交聯劑在胍膠濃度大于0.36％才能實現交聯。最近，中國專利CN102329602A公開了一種超低濃度壓裂液體系，其公開的羥丙基胍膠濃度為0.3～0.35％，能使壓裂液的耐溫性能達到105℃，但是存在殘渣含量高，而且耐溫性能還需進一步提高。

中國專利CN102732244A公開了一種有機硼交聯劑，可在羥丙基胍膠重量濃度0.15％～0.3％條件下實現有效交聯，壓裂液耐溫性能50～120℃，但是還需要進一步降低羥丙基濃度，提高壓裂液耐溫性能。

因此，研發一種新型超低羥丙基胍膠凍膠用交聯劑，并使其在低羥丙基胍膠濃度制得的壓裂液體系具有良好的耐高溫耐剪切性能，仍是本領域亟需解決的問題之一。

發明內容

本發明致力于提供一種壓裂液用硼交聯劑及其制備的超低羥丙基胍膠濃度壓裂液。利用此交聯劑可以大幅度降低壓裂液中的羥丙基胍膠濃度，并且此壓裂液體系具有良好的耐溫耐剪切性能。

本發明的目的之一在于提供一種壓裂液用硼交聯劑，利用其制得的凍膠體系，可以降低羥丙基胍膠壓裂液的稠化劑濃度，從而降低壓裂液成本和傷害。并且交聯凍膠體系耐溫為120℃，因此進一步降低了稠化劑使用量，提高了壓裂液耐溫性。

本發明的一種壓裂液用硼交聯劑，包含有以重量份數計的下列組分：

酰胺類化合物20～30份；

水40～60份，優選40～50份；

乙二醇50～100份；

硼酸13～25份，優選13～20份；

正丁醇20～30份；

醛類化合物30～40份。

其中，所述酰胺類化合物可選自N-乙基對甲苯磺酰胺、2-(三甲基硅基)乙磺酰胺、1,1-環己基二乙酸單酰胺、N-丁基苯磺酰胺中的至少一種。

所述醛類化合物可選自乙二醛、戊二醛、己二醛中的至少一種。

所述的壓裂液用硼交聯劑的制備方法可包括以下步驟：

步驟1)將所述正丁醇和所述乙二醇攪拌混合均勻，在攪拌條件下加入所述硼酸，用分水器進行分水，直到反應結束；

步驟2)將上述反應產物冷卻到室溫，向分離水后得到的混合物中加入所述酰胺類化合物，在110～130℃條件下攪拌反應至反應結束，一般為3～5小時；

步驟3)停止加熱，在攪拌條件下加入所述水和乙二醇進行稀釋；在得到的混合物中加入所述醛類化合物，攪拌均勻，室溫靜置放置12小時以上，得到所述壓裂液用硼交聯劑。其中，步驟1)所用乙二醇和步驟3)中所用乙二醇的重量比例為3:1～5:1。

本發明目的之二在于提供一種超低羥丙基胍膠濃度壓裂液，以體積份數計，其包含有98.6～98.9份羥丙基胍膠水溶液，以及0.6～0.9份所述的壓裂液用硼交聯劑。

其中，所述羥丙基胍膠水溶液中羥丙基胍膠的重量濃度為0.15％～0.25％。

所述羥丙基胍膠水溶液中還可包括pH調節劑；

所述pH調節劑可為碳酸鈉和碳酸氫鈉混合物，其中，碳酸鈉與碳酸氫鈉可以任意比例混合，優選碳酸鈉與碳酸氫鈉的重量比為10：1；所述羥丙基胍膠水溶液pH值可調整為11。

所述羥丙基胍膠水溶液的制備方法可包括以下步驟：

按照水：羥丙基胍膠：KCl為100:(0.15～0.25):(1～2)的重量比，在攪拌條件下，在水中加入KCl，然后緩慢加入羥丙基胍膠，再加入pH調節劑，調pH值為11，攪拌后，得到羥丙基胍膠水溶液。

所述超低羥丙基胍膠濃度壓裂液中還可包括殺菌劑，所述殺菌劑的用量以體積百分比計，占超低羥丙基胍膠濃度壓裂液用量的0.3％～0.5％。

本發明提供的超低羥丙基胍膠濃度壓裂液還可包括粘土穩定劑等本領域制備羥丙基胍膠類壓裂液常用試劑。本發明所采用的的上述pH調節劑、粘土穩定劑、殺菌劑等，其添加量也可由本領域技術人員據情況進行調整。

所述的超低羥丙基胍膠濃度壓裂液的制備方法，可包括下列步驟：向所述羥丙基胍膠水溶液中加入包含所述壓裂液用硼交聯劑在內的組分，攪拌混合均勻，即形成所述超低羥丙基胍膠濃度壓裂液。