[发明专利]低浓度羧甲基交联剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于气井改造中的压裂过程中使用的交联剂，特别是一种低浓度羧甲基交联剂及制备方法，适合在气井压裂改造过程中携带支撑剂。

背景技术

目前油田上压裂技术是常规的增产技术，是将储层压出人工裂缝，用压裂液携带一定浓度的支撑剂，铺置于人工裂缝中以提高储层的导流能力，从而达到增产的效果。稠化剂作为水基压裂液的主剂，用以提高压裂液的粘度，降低压裂液滤失，悬浮和携带支撑剂。

目前油田上压裂使用的交联剂主要是有机硼交联剂，与羟丙基瓜尔胶水溶液进行交联，普遍存在如下的缺点：

1、由于受羟丙基瓜尔胶的改性程度限制，以其为稠化剂的压裂液体系破胶残渣含量高，一般在350mg/L以上。

2、羟丙基瓜尔胶体系稠化剂与有机硼交联剂存在反胶现象，破胶不彻底，残胶含量高。

两方面因素导致上述压裂液在压裂改造后对储层造成较大的伤害，影响改造效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有延迟交联特性、耐高温特性、性能稳定的低浓度（稠化剂浓度为0.28%）羧甲基交联剂及制备方法。

本发明所述的一种低浓度羧甲基交联剂，其特征是：包括如下化学原料按重量份配比：

取上述化工原料总计在580～1100份之间任意值配比。

上述涉及到的化学物质其中膦基羧酸稳定剂、乳酸锆为庆阳长庆井下助剂有限责任公司生产，有机胺为一乙醇胺、三乙醇胺、四乙二胺。

无机碱为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等。

低浓度羧甲基交联剂制备方法：

在带有温度计、滴液漏斗和回流装置的四颈圆底烧瓶中，加入200-320克乳酸锆到含量为80%的130-200克乙醇溶液中，在高速搅拌状态下逐渐加入100-130克膦基羧酸稳定剂，缓慢放热，保持温度在45℃以上，在搅拌下加入30-100克含量为80%的三乙醇胺；混合物加热到60℃，恒温4小时，加完继续搅拌1小时；然后用10-20克氢氧化钠水溶液和10-30克异丙醇中和到pH8以上；接着把混合物加热到80℃，恒温4小时，用100-300ml水搅拌；可以得到透明的淡黄色的JL-11交联剂。发明效果

1、交联延迟时间可控。使用本品交联剂，在低浓度羧甲基瓜尔胶水溶液的pH值控制在9以上的情况下，通过调整交联剂的比例，可将液体的初始交联时间控制在1分钟以内，完全交联时间控制在2~5分钟以内。

2、交联冻胶具有较好的耐温耐剪切性能。使用本品交联剂所形成的冻胶，耐温性能可达140℃以上。从图1中可以看出，在170s^-1的剪切下，随着温度的逐步升高，粘度缓慢下降，当温度达到149℃时，该液体的粘度仍有55mPa·s。使用本品交联剂的最佳剂量（0.2%）时，液体性能耐温性能良好、稳定；在90℃下，170s^-1的剪切速率下剪切1小时，液体粘度仍在200mPa·s以上，远远高于行业标准要求的50mPa·s。

附图说明

图1是冻胶粘度随着温度的逐渐升高而缓慢下降示意图；

图2是冻胶随着温度的升高而粘度快速下降示意图。

具体实施方式

实施例1

低浓度羧甲基交联剂制备方法：

在1000ml带有温度计、滴液漏斗和回流装置的四颈圆底烧瓶中，加入320克乳酸锆到含量为80%的200克乙醇溶液中，在高速搅拌状态下逐渐加入130克膦基羧酸稳定剂，缓慢放热，保持温度在45℃以上，在搅拌下加入100克含量为80%的三乙醇胺；混合物加热到60℃，恒温4小时，加完继续搅拌1小时；然后用20克氢氧化钠水溶液和30异丙醇中和到pH8以上；接着把混合物加热到80℃，恒温4小时，用200ml水搅拌；可以得到透明的淡黄色的JL-11交联剂。该产物可以作为羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液的交联剂。

实施例2

低浓度羧甲基交联剂制备方法：

在1000ml带有温度计、滴液漏斗和回流装置的四颈圆底烧瓶中，加入200克乳酸锆到含量为80%的130克乙醇溶液中，在高速搅拌状态下逐渐加入100克膦基羧酸稳定剂，缓慢放热，保持温度在45℃以上，在搅拌下加入30克含量为80%的三乙醇胺；混合物加热到60℃，恒温4小时，加完继续搅拌1小时；然后用10克氢氧化钠水溶液和10异丙醇中和到pH8以上；接着把混合物加热到80℃，恒温4小时，用150ml水搅拌；可以得到透明的淡黄色的JL-11交联剂。该产物可以作为羧甲基羟丙基瓜尔胶压裂液的交联剂。