[發明專利]聚醚-聚胺多硼酸骨架交聯劑的制備方法與應用

有效

• 申請號: 202011185318.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN114437360B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 孟勇;陳凱;張雷;王聰;楊彪;仲巖磊;陳文秋;姜阿娜;王華;王丹
• 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勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08J3/24;C08L87/00;C08L5/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 郭官厚

本發明公開了聚醚?聚胺多硼酸骨架交聯劑的制備方法，以質量份計，包括下列步驟：(1)、將多元醇、丙烯腈、無機堿、水混合均勻，然后再在氮氣保護下回流反應，制備多氰乙基聚甘油醚；(2)、將多氰乙基聚甘油醚在雷尼鎳催化劑、氫氣氛圍下還原得到超枝狀聚亞胺分子；(3)、將超枝狀聚亞胺分子與硼酸酯進行酯交換反應，得到聚醚?聚亞胺多硼酸酯；(4)、將步驟(3)得到的聚醚?聚亞胺多硼酸酯溶于有機溶劑中，然后再向其中加入氫氧化鈉水溶液，水解后進行后處理即得到聚醚?聚胺多硼酸骨架交聯劑。本發明還公開了聚醚?聚胺多硼酸骨架交聯劑用于配制低濃度的瓜爾膠交聯劑。

技術領域

本發明屬于石油開采領域，具體涉及一種聚醚-聚胺多硼酸骨架交聯劑的制備方法與應用。

背景技術

壓裂液是指由多種添加劑按一定配比形成的非均質不穩定的化學體系，是對油氣層進行壓裂改造時使用的工作液，它的主要作用是將地面設備形成的高壓傳遞到地層中，使地層破裂形成裂縫并沿裂縫輸送支撐劑。

瓜爾膠是石油壓裂工藝中壓裂液的重要組成部分，超過90％的壓裂施工都使用瓜爾膠壓裂液，該類型壓裂液具有耐溫性好、施工摩阻低、濾失小、破膠徹底和返排能力強的特點。

但是由于瓜爾膠目前不能實現國產化，需要從印度以及東南亞國家進口，成本較高。在保證瓜爾膠交聯性能的情況下，希望通過降低瓜爾膠的濃度的方法降低成本，減少對于進口瓜爾膠的依賴，因此開發低濃度瓜膠壓裂液體系成為急需解決的問題。

目前使用較多的瓜爾膠交聯劑多為含硼交聯試劑，其中以硼酸和硼砂較為常見。無機硼源可以對低濃度瓜爾膠實現及高效率的交聯，但是同時也存在交聯速率不可控、施工工藝復雜等局限性。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術的不足，本發明公開了一種聚醚-聚胺多硼酸骨架交聯劑的制備方法與應用。

技術方案：聚醚-聚胺多硼酸骨架交聯劑的制備方法，以質量份計，包括下列步驟：

(1)、將多元醇、丙烯腈、無機堿、水混合均勻，然后再在氮氣保護下回流反應，制備多氰乙基聚甘油醚；

(2)、將多氰乙基聚甘油醚在雷尼鎳催化劑、氫氣氛圍下還原得到超枝狀聚亞胺分子；

(3)、將超枝狀聚亞胺分子與硼酸酯進行酯交換反應，得到聚醚-聚亞胺多硼酸酯；

(4)、將步驟(3)得到的聚醚-聚亞胺多硼酸酯溶于有機溶劑中，然后再向其中加入氫氧化鈉水溶液，水解后進行后處理即得到聚醚-聚胺多硼酸骨架交聯劑。

進一步地，以質量份計算，步驟(1)包括以下步驟：

(11)、將61～368份多元醇、106～2120份丙烯腈和4～170份無機堿加入900～1100份水中，室溫下攪拌2～48小時后得到混合溶液；

(12)、將混合溶液在氮氣保護下回流反應1～24小時得到反應液；

(13)、待反應液冷卻后抽濾，濾餅依次用200～1000份水，200～1600份有機溶劑洗滌后，即得到多氰乙基聚甘油醚。

更進一步地，步驟(11)中所述多元醇為甘油或聚甘油。

更進一步地，所述聚甘油包括二聚甘油、三聚甘油、五聚甘油、十聚甘油，優選括二聚甘油。

更進一步地，無機堿為碳酸鈉、碳酸鋰、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、亞硝酸鈉、硫化鈉中的一種。

更進一步地，步驟(13)中的有機溶劑為正己烷、正辛烷、正庚烷、正壬烷中的一種。

進一步地，步驟(2)包括以下步驟：

(21)、將步驟(1)得到的多氰乙基聚甘油醚溶于1500～2500份的甲醇溶中，加入8～20質量份的雷尼鎳催化劑，置于高壓釜中；