[發(fā)明專利]一種壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110253374.4
• 申請(qǐng)日: 2021-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112961666B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)?/a>;鄭存川;楊龍;閆朝宗;扶浩然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué);成都智誠(chéng)中烏油氣技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/68
• 分類號(hào): C09K8/68
• 代理公司: 重慶嘉禾共聚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50220
• 代理人: 吳迪

本發(fā)明公開(kāi)一種壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑及其制備方法，涉及油氣開(kāi)發(fā)壓裂液技術(shù)領(lǐng)域；所述交聯(lián)劑包括納米碳量子點(diǎn)與金屬離子合成的螯合物。本發(fā)明還公開(kāi)壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑的制備方法，包括以下步驟：步驟一：制備納米碳量子點(diǎn)；步驟二：在制備的納米碳量子點(diǎn)中加入金屬離子的無(wú)機(jī)鹽，反應(yīng)1.5～3h，得到納米交聯(lián)劑。本發(fā)明采用納米碳量子點(diǎn)和金屬離子螯合而成的螯合物作為復(fù)合交聯(lián)劑，解決了現(xiàn)有的壓裂液交聯(lián)劑成分復(fù)雜、配液復(fù)雜的問(wèn)題。因?yàn)樵摻宦?lián)劑的一個(gè)碳量子點(diǎn)上具有多個(gè)交聯(lián)點(diǎn)位，同樣的加量下能交聯(lián)更多的胍膠分子鏈；且分散性更好，加之碳量子點(diǎn)本就對(duì)壓裂液有補(bǔ)強(qiáng)的作用，從而使用該交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)的胍膠壓裂液，較現(xiàn)有的交聯(lián)劑具有更好的抗溫效果，能夠達(dá)到180℃—200℃。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣開(kāi)發(fā)壓裂液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑及其制備方法。

背景技術(shù)

壓裂是油氣開(kāi)采的一種工程作業(yè)過(guò)程，是利用壓力設(shè)備，在高壓下把具有一定粘度的液體壓入地下巖石裂縫的工藝，在壓裂工藝中所采用的這種具有粘度的液體就是壓裂液。壓裂液在高壓作用下進(jìn)入地層巖石，使巖石產(chǎn)生破裂而出現(xiàn)裂縫，在壓裂液中加入支撐劑材料可以支撐地下裂縫的張開(kāi)狀態(tài)，從而在停止泵送壓裂液后形成一條明顯張開(kāi)的巖石裂縫，提高油氣層的滲透率，增加油氣通過(guò)裂縫通道的流量或產(chǎn)量。

現(xiàn)有技術(shù)的壓裂液主要包括稠化劑、破膠劑、交聯(lián)劑。交聯(lián)劑作為壓裂液體系中的一種重要添加劑，其性能對(duì)整個(gè)壓裂液體系的交聯(lián)過(guò)程具有重要的影響。現(xiàn)有技術(shù)中的交聯(lián)劑通常由主劑、相轉(zhuǎn)移催化劑、絡(luò)合劑和交聯(lián)促進(jìn)劑組成，其成分復(fù)雜，交聯(lián)過(guò)程復(fù)雜，操作繁瑣，配液復(fù)雜，不易控制，對(duì)壓裂施工的要求特別高。因此研發(fā)一種配液簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單額交聯(lián)劑成為了壓裂液研發(fā)使用的重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)目前壓裂液交聯(lián)劑成分復(fù)雜、配液復(fù)雜的問(wèn)題提供了一種壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑，采用金屬離子與納米碳量子點(diǎn)螯合形成的螯合劑作為交聯(lián)劑，其成分簡(jiǎn)單、配液簡(jiǎn)單。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑的制備方法，其制備方法簡(jiǎn)單，易于推廣使用。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑包括納米碳量子點(diǎn)與金屬離子合成的螯合物，所述螯合物的結(jié)構(gòu)表達(dá)式為：

其中M代表金屬離子。

在上述技術(shù)方案中，所述交聯(lián)劑采用納米碳量子點(diǎn)和金屬離子螯合而成的螯合物，因?yàn)樵摻宦?lián)劑的一個(gè)碳量子點(diǎn)上具有多個(gè)交聯(lián)點(diǎn)位，同樣的加量下能交聯(lián)更多的胍膠分子鏈；且分散性更好，加之碳量子點(diǎn)本就對(duì)壓裂液有補(bǔ)強(qiáng)的作用，從而使用該交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)的胍膠壓裂液，較現(xiàn)有的交聯(lián)劑具有更好的抗溫效果，能夠達(dá)到180℃—200℃。

進(jìn)一步地，所述金屬離子為鋯離子、鈦離子中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述納米碳量子點(diǎn)為氮摻雜碳量子點(diǎn)。

本發(fā)明還公開(kāi)了上述壓裂液用納米復(fù)合交聯(lián)劑的制備方法，其具體包括以下步驟：

步驟一：制備納米碳量子點(diǎn)；

步驟二：在制備的納米碳量子點(diǎn)中加入金屬離子的無(wú)機(jī)鹽，反應(yīng)1.5～3h，得到納米交聯(lián)劑。

進(jìn)一步地，所述步驟一中，制備納米碳量子點(diǎn)的具體步驟為：將有效濃度大于99.5％檸檬酸和有效濃度大于99.5％有機(jī)胺溶于去離子水中，得到混合溶液，并將混合溶液加熱至180～250℃，反應(yīng)4～8h，得到納米碳量子點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述有機(jī)胺為乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚乙烯亞胺中的至少一種。

進(jìn)一步地，所述檸檬酸與有機(jī)胺的質(zhì)量比為1:0.5～1。

進(jìn)一步地，所述金屬離子與檸檬酸的摩爾比為1:1～5。