[发明专利]适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂及其制得的压裂液

说明书

技术领域

本发明涉及一种交联剂及其制备方法，尤其涉及一种有机锆交联剂及其制备方法，以及其制得的聚合物压裂液，属于石油开采技术领域。

背景技术

随着国内外油气田勘探开发的不断深入，以深层、高温、低渗透为主要特征的储层不断成为油气藏改造的重点，国内塔里木油田、冀东油田、吉林油田等多个油田近几年都有温度高达180℃以上的超高温储层需要开发，因此为有效解决高温深井低渗透储层油气藏改造的技术难题，提高压裂液的耐温性能将是解决这一问题的关键技术。已有的技术显示采用有机硼交联剂最高能适用于150℃地层，而采用有机锆、有机钛的瓜胶冻胶压裂液耐温可以达到180℃，但是压裂液破胶液残渣含量高，对地层伤害大。相比于瓜胶，聚合物具有高温稳定性、酸性成胶、加量少、残渣低、货源广及成本较低等优点，使其成为应用前景更广阔的冻胶压裂液稠化剂。

因此开发适合聚合物交联的耐高温交联剂，并使其制得的交联冻胶压裂液具有耐高温低伤害等特点，成为本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂，其具有酸性成胶、低伤害无残渣等特点。

本发明的目的还在于提供上述适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种聚合物压裂液及其制备方法，其是采用上述超高温有机锆交联剂制备得到，能够使聚合物形成耐超高温度性能的压裂液。

为达上述目的，本发明提供了一种适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂，以质量份计，其包括以下原料组成：

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述有机锆交联剂中，所采用的有机醇为丙三醇、乙二醇和正丁醇等中的一种或几种的组合。

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述有机锆交联剂中，所采用的锆化合物为氧氯化锆和/或氯化锆等；所采用的有机酸为乳酸和/或乙酸等。

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述有机锆交联剂中，所采用的链烷醇胺为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺和三异丙醇胺等中的一种或几种的组合。

本发明还提供了上述适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂的制备方法，其包括以下步骤：

在水中加入有机醇，搅拌混合均匀后加热升温到50-60℃；

然后加入锆化合物，反应3-4小时；

在搅拌条件下加入有机酸和链烷醇胺，在50-60℃搅拌条件下反应2-3小时，制得所述有机锆交联剂。

本发明还提供了一种聚合物压裂液，以体积份计，其包括聚丙烯酰胺水溶液98.6-99.15份，上述适合聚合物交联的超高温有机锆交联剂0.4-0.6份，调理剂0.15-0.3份以及助排剂0.3-0.5份。

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述聚合物压裂液中，所采用的聚丙烯酰胺水溶液中的聚丙烯酰胺的分子量为500-800万。

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述聚合物压裂液中，所采用的聚丙烯酰胺水溶液的质量浓度为0.3％-0.6％，pH值为4-5。

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述聚合物压裂液中，所采用的调理剂为有机酸的水溶液，所述有机酸为乳酸、柠檬酸或二者的混合物，其质量浓度为10％-30％(当其为二者混合物时，以二者的总质量计为溶质的质量来计算质量浓度，乳酸、柠檬酸二者的质量比为3∶1-1∶1)。

根据本发明的具体实施方式，优选地，所述聚合物压裂液中，所发明采用的助排剂可以为北京华油科隆开发公司提供的DL-12型助排剂和/或DL-8型助排剂。当所述助排剂为DL-12型助排剂和DL-8型助排剂的组合时，以可以顺利进行反应为前提，二者可以任意比例混合。

本发明还提供了一种上述聚合物压裂液的制备方法，其包括以下步骤：

在搅拌条件下，在水中加入聚丙烯酰胺，混合均匀后，得到聚丙烯酰胺水溶液；

在上述聚丙烯酰胺水溶液依次加入调理剂和助排剂，混合均匀后，再加入交联剂，搅拌混合均匀至形成所述聚合物压裂液。