[发明专利]一种稀土型水基凝胶交联剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及交联剂领域，特别是一种稀土型水基凝胶交联剂及其制备方法。

背景技术

交联水基凝胶是由水溶性聚合物(一般为部分水解聚丙烯酰胺，简称HPAM)与交联剂形成的一种能够缓慢交联(以分子间交联为主，分子内交联为辅)，粘度可控的聚合物凝胶体。其特性是既具有一定的流动性又具有一定的强度。近几年广泛地应用于调剖、堵水、酸化、压裂等油气开采的诸多领域，尤其是目前利用该种体系封堵高渗透注水大孔道形成的延缓交联水基凝胶油藏调驱方法备受关注。目前交联剂应用较多的为酚醛类交联剂、有机铝交联剂和有机铬交联剂。酚醛、有机铝和有机铬类交联剂对环境污染严重，不能满足环境友好的要求。目前现有的交联剂很难克服以上问题，因而，亟待开发出一种新型环境友好的交联剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土型水基凝胶交联剂及其制备方法。

本发明提供的制备稀土型水基凝胶交联剂的方法，包括如下步骤：

将氯化稀土与碱在水中混匀进行反应，反应完毕后再加入有机酸混匀进行反应，反应完毕得到所述稀土型水基凝胶交联剂。

上述方法中，所述氯化稀土的有效成分(该有效成分是指氯化稀土中含有稀土元素的化合物)选自镧系氯化稀土和锕系氯化稀土中的至少一种，所述镧系氯化稀土选自氯化镧(LaCl₃)、氯化铈(CeCl₃)、氯化钕(NdCl₃)和氯化镨(PrCl₃)中的至少一种；所述锕系氯化稀土选自氯化锕和氯化钍中的至少一种，所述氯化稀土的有效成分优选由所述镧系氯化稀土和所述锕系氯化稀土组成的混合物，更优选由氯化镧、氯化铈、氯化钕和氯化镨组成的混合物。该氯化稀土可为由下述化合物组成的混合物：LaCl₃、CeCl₃、NdCl₃、PrCl₃、La₂O₃、Na₂O、CaO、MgO、BaO、SrO和Fe₂O₃。该氯化稀土中LaCl₃、CeCl₃、NdCl₃、PrCl₃、La₂O₃、Na₂O、CaO、MgO、BaO、SrO和Fe₂O₃的质量比为58.4∶10.8∶4.4∶3.2∶15.6∶4.3∶2.0∶0.8∶0.2∶0.1∶0.05，该氯化稀土可从公开商业途径购买得到，如可购自沈阳包同稀土炉料有限公司。所述碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，优选氢氧化钠。所述氯化稀土、所述碱与所述有机酸的摩尔比为2-2.5∶6-6.5∶3-3.5，具体可为2∶6∶3.0、2.5∶6.5∶3.5或2.5∶6.5∶3.0，优选2-2.2∶6-6.2∶3-3.2。

该步骤中，所述氯化稀土与碱在水中混匀进行反应步骤中，温度为60-70℃，反应时间为15-20分钟。该反应温度必须控制在60-70℃(包括60℃和70℃)，低于60℃会发生其它类型的反应，高于70℃，所得反应产物氢氧化稀土不稳定。

所述有机酸选自乙二酸、苯乙酸、柠檬酸、苯甲酸、水杨酸和冰醋酸中的至少一种，优选乙二酸。所述再加入有机酸混匀进行反应步骤中，反应温度为60-70℃，时间为20-30分钟。

另外，按照上述方法制备所得稀土型水基凝胶交联剂及该稀土型水基凝胶交联剂在制备驱油剂或调驱用弱凝胶中的应用，也属于本发明的保护范围。其中，该弱凝胶可为部分水解聚丙烯酰胺弱凝胶。

以反应物选择氯化稀土(ReCl₃)、氢氧化钠和乙二酸为例，上述方法的化学反应方程式，如下所示：

(1)ReCl₃+3NaOH→Re(OH)₃+3NaCl

(2)2Re(OH)₃+3HOOC-COOH→Re₂(COO-OOC)₃+6H₂O

另外，利用上述制备方法得到的稀土型水基凝胶交联剂，及其在制备驱油剂，尤其是交联型水基凝胶的应用，也属于本发明的保护范围。