[發明專利]一種低濃度的羥丙基胍膠壓裂液及制備方法

有效

• 申請號: 201811310367.8
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN111139052B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 賈文峰;蔣廷學;姚奕明;陳作;劉建坤;魏娟明;李洪春;吳春方;徐勝強
• 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: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 周媛

本發明公開了一種低濃度的羥丙基胍膠壓裂液及制備方法。所述壓裂液包括:羥丙基胍膠水溶液100重量份；納米二氧化硅有機硼交聯劑0.1～0.5重量份；所述羥丙基胍膠水溶液中羥丙基胍膠的重量濃度為0.15?0.5％；所述納米二氧化硅有機硼交聯劑為表面修飾有含有機苯硼酸基團的納米二氧化硅；所述有機硼酸基團與所述納米二氧化硅通過氨基以共價鍵的方式結合。本發明形成了低羥丙基胍膠濃度的壓裂液體系，壓裂液體系在0.15?0.5％低羥丙基胍膠濃度下實現有效交聯，并且具有較好的耐溫耐剪切性能和濾失性能，可滿足80～170℃油氣田壓裂。

技術領域

本發明涉及油氣田開發技術領域，進一步地說，是涉及一種低濃度的羥丙基胍膠壓裂液及制備方法。

背景技術

納米技術在壓裂液中的應用研究越來越受到青睞，但目前研究主要集中在增強VES壓裂液性能方面，在交聯凍膠壓裂液體系中的研究還未見相關專利。Lafitte等(Lafitte L，Tusin G，Drochon B，et al.Nanomaterials in Fracturing Applications[C].SPE 155533,2012.)利用微乳液聚合法合成了硼酸鹽納米功能化合物，并考察了它的交聯性質。研究發現，相比普通硼酸鹽，該納米材料由于交聯位點多而具有優異的交聯性能，可在低濃度聚合物中獲得更強的凍膠結構，證明納米交聯劑具有廣泛的研究與應用前景。

中國專利CN106544001A公開了一種耐溫性好的胍膠壓裂液納米交聯劑及其制備方法。首先將無機鈦鹽加入溫度為30～60℃的反應介質中，攪拌0.5～1小時；再加入含有可反應性官能團的烷氧基硅化合物，于40～120℃的條件下攪拌2～8小時，即得；其中，無機鈦鹽，烷氧基硅化合物及反應介質的質量比為1：1～4：10～45。

現在技術中的納米交聯劑存在制備工藝復雜，成本高，穩定性差等問題，無法滿足超低濃度胍膠壓裂液應用。

發明內容

為解決現有技術中出現的問題，本發明提供了一種低濃度的羥丙基胍膠壓裂液及制備方法。本發明通過納米二氧化硅顆粒表面改性，將硼酸修飾到納米二氧化硅表面，制備了新型納米二氧化硅有機硼交聯劑，優化形成了低羥丙基胍膠濃度的壓裂液體系，壓裂液體系在0.15-0.5％低羥丙基胍膠濃度下實現有效交聯，并且具有較好的耐溫耐剪切性能和濾失性能，可滿足80～170℃油氣田壓裂。

本發明的目的是提供一種低濃度的羥丙基胍膠壓裂液。

所述壓裂液包括:

羥丙基胍膠水溶液 100重量份；

納米二氧化硅有機硼交聯劑 0.1～0.5重量份，優選0.1～0.4重量份；

所述羥丙基胍膠水溶液中羥丙基胍膠的重量濃度為0.15-0.5％

所述納米二氧化硅有機硼交聯劑為表面修飾有含有機苯硼酸基團的納米二氧化硅；所述有機硼酸基團與所述納米二氧化硅通過氨基以共價鍵的方式結合。

修飾在所述納米二氧化硅的表面的基團為2-氨基苯硼酸基團、3-氨基苯硼酸基團、4-氨基苯硼酸基團中的至少一種。

所述納米二氧化硅的粒徑為10nm至100nm；優選所述納米二氧化硅的粒徑為30nm至50nm。

所述納米二氧化硅有機硼交聯劑是由包括如下步驟的方法制備的：

1)將納米二氧化硅分散到第一極性有機溶劑中；然后加入硅烷偶聯劑進行回流反應，然后除去所述第一極性有機溶劑，得到表面修飾有氨基的納米二氧化硅，并且所述氨基與所述納米二氧化硅以共價鍵結合；

2)將所述表面修飾有氨基的納米二氧化硅分散到第二極性有機溶劑中；然后加入醛基苯硼酸進行反應，得到生成有表面修飾有醛亞胺基的苯硼酸基團的納米二氧化硅的分散液；