一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于油氣田開發(fā)過程中的低碳控壓裂液交聯(lián)劑及其制備方法，屬 于氣井壓裂試劑領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 頁巖氣等非常規(guī)儲(chǔ)層已經(jīng)成為油氣勘探開發(fā)的熱點(diǎn)，實(shí)踐表明，在頁巖氣藏等非 常規(guī)氣井開發(fā)中需進(jìn)行大規(guī)模、高排量的體積壓裂才能實(shí)現(xiàn)效益開發(fā)。在四川長寧-威遠(yuǎn) 國家級頁巖氣示范區(qū)，一口水平井20000~30000m3。施工排量10~14m3/min。采用常規(guī) 的滑溜水壓裂液體系施工規(guī)模大、返排液量大，存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。低碳控壓裂液與儲(chǔ)層配伍性 良好、無傷害、返排率高、可重復(fù)利用，是一種具有良好前景的新型壓裂液體系，可有效解決 上述難題。
[0003] 低碳控壓裂液交聯(lián)劑一般采用=價(jià)鐵或侶，US7749946B2公開了一種碳控壓裂液 交聯(lián)劑配方，由多價(jià)金屬、脂肪季錠鹽、乙醇胺、乙二醇構(gòu)成，壓裂液耐溫95攝氏度。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN104498017A公開了一種壓裂液交聯(lián)劑配方，該配方由S價(jià)鐵鹽、 絡(luò)合劑、交聯(lián)促進(jìn)劑、醇及水構(gòu)成。 陽0化]W上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于：采用該交聯(lián)劑交聯(lián)后壓裂液耐溫性能不好，不能滿足 現(xiàn)有頁巖等高溫儲(chǔ)層的要求，同時(shí)壓裂液交聯(lián)時(shí)間不可控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種低碳控壓裂液交聯(lián)劑，該低碳控壓裂液交聯(lián)劑，由= 價(jià)鐵、醇、烷基季錠鹽、絡(luò)合劑和調(diào)節(jié)劑按照特別的加入順序和時(shí)機(jī)通過逐步絡(luò)合反應(yīng)得 到，低碳控壓裂液采用該交聯(lián)劑后，壓裂液交聯(lián)時(shí)間可控，交聯(lián)時(shí)間30秒-300秒可調(diào)，耐溫 性能提高到了 130攝氏度，可滿足高溫儲(chǔ)層壓裂施工的要求。
[0007] 本發(fā)明的另一目的還在于提供上述低碳控壓裂液交聯(lián)劑的制備方法，該方法原理 可靠，操作簡便，制備的交聯(lián)劑交聯(lián)效果好，耐溫性能提高，交聯(lián)時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場需要調(diào)節(jié)， 具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
[000引為達(dá)到W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供W下技術(shù)方案。
[0009] 一種低碳控壓裂液交聯(lián)劑，由W下組分按重量百分比組成：
[0010] S價(jià)鐵 40~50%， 醇 15~巧％， 烷基季懷盤 1~5%， 絡(luò)合劑 20~35%， 調(diào)節(jié)劑 0. 5~1%。
[0011] 所述=價(jià)鐵為硫酸鐵、硝酸鐵、=氯化鐵或其混合物。
[0012] 所述醇為乙二醇、丙=醇或其混合物。
[0013] 所述烷基季錠鹽為雙十八烷基二甲基氯化錠、雙二十一烷基二甲基氯化錠、 二十一烷基=甲基氯化錠或其混合物。
[0014] 所述絡(luò)合劑為氮川S乙酸、乙二胺四乙酸巧DTA)、徑基乙叉二麟酸化邸巧或其混 合物。
[0015] 所述調(diào)節(jié)劑為醋酸鋼。
[0016] 交聯(lián)劑采用合成的方法進(jìn)行制備。其制備方法過程如下：調(diào)節(jié)水浴溫度50-60攝 氏度，攬拌速度控制在1〇化/111111-500以111111，通精氮（即純度為99.99%的氮?dú)猓l件下，先 加入=價(jià)鐵和絡(luò)合劑，反應(yīng)2小時(shí)后加入醇和烷基季錠鹽，再反應(yīng)3. 5小時(shí)后加入調(diào)節(jié)劑， 即得所述低碳控壓裂液交聯(lián)劑。W上各種試劑的加入順序和時(shí)機(jī)不能改變，否則交聯(lián)劑性 能則完全不同。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：
[001引 （1)低碳控壓裂液采用該交聯(lián)劑后，耐溫性能提高到了 130攝氏度，可滿足高溫儲(chǔ) 層壓裂施工的要求；
[0019] (2)采用該交聯(lián)劑，低碳控壓裂液交聯(lián)時(shí)間可控，交聯(lián)時(shí)間30秒-300秒可調(diào)。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。 陽OW 實(shí)施例1
[0022] W參與聚合的原料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，按W下具體步驟合成交聯(lián)劑： 陽02引 1)交聯(lián)劑配制：將45g硫酸鐵、23g乙二醇、5g雙十八烷基二甲基氯化錠，23g氮川 S乙酸、4g醋酸鋼置于S頸瓶中。
[0024] 2)調(diào)節(jié)水浴溫度55攝氏度，開啟攬拌器，攬拌速度2(K)r/min。 陽0巧]3)反應(yīng)：通精氮（即純度為99. 99%的氮?dú)猓l件下反應(yīng)6. 5小時(shí)停止反應(yīng)。 陽0%] 取反應(yīng)交聯(lián)劑加量0. 5 %及加量0. 5%的二烷基憐酸醋，加入丙烷液體中交聯(lián)得 到交聯(lián)凍膠，交聯(lián)時(shí)間60s，交聯(lián)后凍膠具有較好的彈性，可調(diào)掛。采用MRS流變儀測試凍 膠耐溫耐剪切性能。結(jié)果顯示低碳控交聯(lián)劑制得的低碳控丙烷交聯(lián)凍膠可耐溫130°C。
[0027] 實(shí)施例2
[0028] W參與聚合的原料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，按W下具體步驟合成交聯(lián)劑：
[0029] 1)交聯(lián)劑配制：將46肖硝酸鐵、23肖丙^醇、5肖雙二^^一烷基二甲基氯化錠，23g 邸TA、3g醋酸鋼置于=頸瓶中。
[0030] 2)調(diào)節(jié)水浴溫度55攝氏度，開啟攬拌器，攬拌速度20化/min。
[0031] 3)反應(yīng)：通精氮（即純度為99. 99%的氮?dú)猓l件下反應(yīng)6. 5小時(shí)停止反應(yīng)。
[0032] 取反應(yīng)交聯(lián)劑加量0. 45 %及加量0. 5 %的二烷基憐酸醋，加入下燒液體中交聯(lián)得 到交聯(lián)凍膠，交聯(lián)時(shí)間180s，交聯(lián)后凍膠具有較好的彈性，可調(diào)掛。采用MRS流變儀測試凍 膠耐溫耐剪切性能。結(jié)果顯示低碳控交聯(lián)劑制得的低碳控下燒交聯(lián)凍膠可耐溫125°C。 陽〇3引實(shí)施例3
[0034] W參與聚合的原料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，按W下具體步驟合成交聯(lián)劑： 陽03引 1)交聯(lián)劑配制：將42g氯化鐵、20邑丙；醇、5g二十一烷基S甲基氯化錠，30g 肥DP、3g醋酸鋼置于=頸瓶中。
[0036] 2)調(diào)節(jié)水浴溫度60攝氏度，開啟攬拌器，攬拌速度2(K)r/min。
[0037] 3)反應(yīng)：通精氮（即純度為99. 99%的氮?dú)猓l件下反應(yīng)6. 5小時(shí)停止反應(yīng)。
[0038] 取反應(yīng)交聯(lián)劑加量0. 45 %及加量0. 5 %的二烷基憐酸醋，加入戊燒液體中交聯(lián)得 到交聯(lián)凍膠，交聯(lián)時(shí)間90s，交聯(lián)后凍膠具有較好的彈性，可調(diào)掛。采用MRS流變儀測試凍 膠耐溫耐剪切性能。結(jié)果顯示低碳控交聯(lián)劑制得的低碳控戊燒交聯(lián)凍膠可耐溫126°C。
[0039] 實(shí)施例4
[0040] W參與聚合的原料總質(zhì)量為基準(zhǔn)，按W下具體步驟合成交聯(lián)劑：
[0041] 1)交聯(lián)劑配制：將40g硫酸鐵、22g乙二醇、5g二十一烷基S甲基氯化錠，30g 肥DP、3g醋酸鋼置于=頸瓶中。
[0042] 2)調(diào)節(jié)水浴溫度61攝氏度，開啟攬拌器，攬拌速度2(K)r/min。
[0043] 3)反應(yīng)：通精氮（即純度為99. 99%的氮?dú)猓l件下反應(yīng)6. 5小時(shí)停止反應(yīng)。
[0044] 取反應(yīng)交聯(lián)劑加量0. 45 %及加量0. 5 %的二烷基憐酸醋，加入丙烷液體中交聯(lián)得 到交聯(lián)凍膠，交聯(lián)時(shí)間78s，交聯(lián)后凍膠具有較好的彈性，可調(diào)掛。采用MRS流變儀測試凍 膠耐溫耐剪切性能。結(jié)果顯示低碳控交聯(lián)劑制得的低碳控丙烷交聯(lián)凍膠可耐溫120°C。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑，由以下組分按重量百分比組成：2. 如權(quán)利要求1所述的一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑，其特征在于，所述三價(jià)鐵為硫酸鐵、 硝酸鐵、三氯化鐵或其混合物。3. 如權(quán)利要求1所述的一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑，其特征在于，所述醇為乙二醇、丙三 醇或其混合物。4. 如權(quán)利要求1所述的一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑，其特征在于，所述烷基季銨鹽為雙 十八烷基二甲基氯化銨、雙二十一烷基二甲基氯化銨、二十一烷基三甲基氯化銨或其混合 物。5. 如權(quán)利要求1所述的一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑，其特征在于，所述絡(luò)合劑為氮川三 乙酸、乙二胺四乙酸、羥基乙叉二膦酸或其混合物。6. 如權(quán)利要求1所述的一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑為醋酸鈉。7. 如權(quán)利要求1、2、3、4、5或6所述的一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑的制備方法，過程如下： 調(diào)節(jié)水浴溫度50-60攝氏度，攪拌速度控制在100r/min-500r/min，通精氮條件下，先加入 三價(jià)鐵和絡(luò)合劑，反應(yīng)2小時(shí)后加入醇和烷基季銨鹽，再反應(yīng)3. 5小時(shí)后加入調(diào)節(jié)劑，即得 所述低碳烴壓裂液交聯(lián)劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低碳烴壓裂液交聯(lián)劑及其制備方法，該交聯(lián)劑由以下組分按重量百分比組成：三價(jià)鐵40～50％，醇15～25％，烷基季銨鹽1～5％，絡(luò)合劑20～35％，調(diào)節(jié)劑0.5～1％。該交聯(lián)劑的制備方法如下：調(diào)節(jié)水浴溫度50-60攝氏度，攪拌速度控制在100-500r/min，通精氮條件下，先加入三價(jià)鐵和絡(luò)合劑，反應(yīng)2小時(shí)后加入醇和烷基季銨鹽，再反應(yīng)3.5小時(shí)后加入調(diào)節(jié)劑，即得所述低碳烴壓裂液交聯(lián)劑。所述交聯(lián)劑交聯(lián)效果好，耐溫性能提高，交聯(lián)時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場需要調(diào)節(jié)，其制備方法原理可靠，操作簡便，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
【IPC分類】C09K8/68
【公開號(hào)】CN105219371
【申請?zhí)枴緾N201510696929
【發(fā)明人】趙金洲, 陳鵬飛, 李勇明, 毛金成
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月23日