[發明專利]樹形有機鋯交聯劑及其組合物和制備方法與在制備水基壓裂液凍膠中的應用

有效

• 申請號: 201810242132.3
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN110295035B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 高敏;李財富;余偉發;江建林
• 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化工科學研究院
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C09K8/88;C09K8/90;C07F7/00;E21B43/26
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發明涉及油田壓裂液領域，具體涉及樹形有機鋯交聯劑及其組合物和制備方法與在制備水基壓裂液凍膠中的應用。該組合物含有：無機鋯鹽、樹形分子配體和有機羧酸鹽；所述樹形分子配體為末端具有羥基的聚酰胺胺型樹枝狀大分子；所述有機羧酸鹽為C2?C6的有機羧酸堿金屬鹽和C2?C6的有機羧酸銨鹽中的一種或多種。本發明的樹形有機鋯交聯劑配體用量少，制備工藝簡單，無有機成分揮發，安全環保。應用于聚合物壓裂液體系，本發明的有機鋯交聯劑交聯性能優良，耐溫耐鹽性能良好，特別適用于聚丙烯酰胺或改性纖維素等聚合物壓裂液體系，交聯得到的凍膠耐溫耐剪切性能優良，破膠后殘渣含量低。

技術領域

本發明涉及油田壓裂液領域，具體涉及樹形有機鋯交聯劑及其組合物和制備方法與在制備水基壓裂液凍膠中的應用。

背景技術

壓裂是用壓力將地層壓開，形成裂縫并用支撐劑將它支撐起來，以減小流體流動阻力的增產、增注措施，主要應用于低滲透油氣藏、碳酸鹽油氣藏。水基壓裂液是壓裂施工中用到的工作液，它是利用交聯劑將聚合物溶膠變為凍膠，從而大大提高其粘度，滿足壓裂改造裂縫和攜砂的需要。交聯劑是壓裂液配方中的關鍵成分，其能夠使得多個溶膠分子偶聯在一起，形成空間交聯結構，宏觀上表現為水基凍膠形態。

交聯劑的好壞直接影響壓裂液的性能。用于壓裂交聯劑的金屬離子常見的為鋁、鉻、鈦、鋯等，其中，有機鋯交聯劑能與羥甲基纖維素、香豆膠、改性胍膠及聚丙烯酰胺等交聯形成凍膠，水溶性好，使用方便，交聯凍膠粘度適中，懸砂能力強，耐溫耐剪切性好，對地層傷害小，摩阻低，是一種性能優越的壓裂液交聯劑。

CN105199706A公開了一種有機鋯交聯劑，其組分包括5-25重量份的無機鋯鹽、15-55重量份的有機醇、10-50重量份的有機配體和10-30重量份的水，其中，其采用的有機配體為小分子多元醇或醇胺類有機配體。該申請所得的有機鋯交聯劑在較寬礦化度范圍內具有優良的交聯性能，最高耐溫性 (耐受170℃)，凝膠穩定，具有優良攜砂能力，破膠性能和耐剪切性能。但有機配體用量較大且難免揮發，不僅污染環境，而且不利于安全和人員健康。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備工藝簡單、交聯性能優良的樹形有機鋯交聯劑及其組合物和制備方法與在制備水基壓裂液凍膠中的應用，本發明的該樹形有機鋯交聯劑特別適用于聚丙烯酰胺或改性纖維素等聚合物壓裂液體系，交聯得到的凍膠耐溫耐剪切性能優良。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種樹形有機鋯交聯劑用組合物，該組合物含有：無機鋯鹽、樹形分子配體和有機羧酸鹽；

所述樹形分子配體為末端具有羥基的聚酰胺胺型樹枝狀大分子；

所述有機羧酸鹽為C2-C6的有機羧酸堿金屬鹽和C2-C6的有機羧酸銨鹽中的一種或多種。

本發明第二方面提供含有上述組合物的樹形有機鋯交聯劑。

本發明第三方面提供一種樹形有機鋯交聯劑的制備方法，該方法包括：

(1)提供含上述組合物和水的混合液；

(2)調節步驟(1)所得的混合液的pH值至4以上后，進行加熱處理以制得所述樹形有機鋯交聯劑。

本發明第四方面提供由上述方法制得的樹形有機鋯交聯劑。

本發明第五方面提供上述樹形有機鋯交聯劑在制備水基壓裂液凍膠中的應用。

本發明第六方面提供含有上述樹形有機鋯交聯劑的水基壓裂液。

本發明第七方面提供由上述水基壓裂液形成的水基壓裂液凍膠。

本發明第八方面提供上述水基壓裂液或者上述水基壓裂液凍膠在油田壓裂中的應用。