[发明专利]一种低浓度的羟丙基胍胶压裂液及制备方法

说明书

本发明公开了一种低浓度的羟丙基胍胶压裂液及制备方法。所述压裂液包括:羟丙基胍胶水溶液100重量份；纳米二氧化硅有机硼交联剂0.1～0.5重量份；所述羟丙基胍胶水溶液中羟丙基胍胶的重量浓度为0.15‑0.5％；所述纳米二氧化硅有机硼交联剂为表面修饰有含有机苯硼酸基团的纳米二氧化硅；所述有机硼酸基团与所述纳米二氧化硅通过氨基以共价键的方式结合。本发明形成了低羟丙基胍胶浓度的压裂液体系，压裂液体系在0.15‑0.5％低羟丙基胍胶浓度下实现有效交联，并且具有较好的耐温耐剪切性能和滤失性能，可满足80～170℃油气田压裂。

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，进一步地说，是涉及一种低浓度的羟丙基胍胶压裂液及制备方法。

背景技术

纳米技术在压裂液中的应用研究越来越受到青睐，但目前研究主要集中在增强VES压裂液性能方面，在交联冻胶压裂液体系中的研究还未见相关专利。Lafitte等(Lafitte L，Tusin G，Drochon B，et al.Nanomaterials in Fracturing Applications[C].SPE 155533,2012.)利用微乳液聚合法合成了硼酸盐纳米功能化合物，并考察了它的交联性质。研究发现，相比普通硼酸盐，该纳米材料由于交联位点多而具有优异的交联性能，可在低浓度聚合物中获得更强的冻胶结构，证明纳米交联剂具有广泛的研究与应用前景。

中国专利CN106544001A公开了一种耐温性好的胍胶压裂液纳米交联剂及其制备方法。首先将无机钛盐加入温度为30～60℃的反应介质中，搅拌0.5～1小时；再加入含有可反应性官能团的烷氧基硅化合物，于40～120℃的条件下搅拌2～8小时，即得；其中，无机钛盐，烷氧基硅化合物及反应介质的质量比为1：1～4：10～45。

现在技术中的纳米交联剂存在制备工艺复杂，成本高，稳定性差等问题，无法满足超低浓度胍胶压裂液应用。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种低浓度的羟丙基胍胶压裂液及制备方法。本发明通过纳米二氧化硅颗粒表面改性，将硼酸修饰到纳米二氧化硅表面，制备了新型纳米二氧化硅有机硼交联剂，优化形成了低羟丙基胍胶浓度的压裂液体系，压裂液体系在0.15-0.5％低羟丙基胍胶浓度下实现有效交联，并且具有较好的耐温耐剪切性能和滤失性能，可满足80～170℃油气田压裂。

本发明的目的是提供一种低浓度的羟丙基胍胶压裂液。

所述压裂液包括:

羟丙基胍胶水溶液 100重量份；

纳米二氧化硅有机硼交联剂 0.1～0.5重量份，优选0.1～0.4重量份；

所述羟丙基胍胶水溶液中羟丙基胍胶的重量浓度为0.15-0.5％

所述纳米二氧化硅有机硼交联剂为表面修饰有含有机苯硼酸基团的纳米二氧化硅；所述有机硼酸基团与所述纳米二氧化硅通过氨基以共价键的方式结合。

修饰在所述纳米二氧化硅的表面的基团为2-氨基苯硼酸基团、3-氨基苯硼酸基团、4-氨基苯硼酸基团中的至少一种。

所述纳米二氧化硅的粒径为10nm至100nm；优选所述纳米二氧化硅的粒径为30nm至50nm。

所述纳米二氧化硅有机硼交联剂是由包括如下步骤的方法制备的：

1)将纳米二氧化硅分散到第一极性有机溶剂中；然后加入硅烷偶联剂进行回流反应，然后除去所述第一极性有机溶剂，得到表面修饰有氨基的纳米二氧化硅，并且所述氨基与所述纳米二氧化硅以共价键结合；

2)将所述表面修饰有氨基的纳米二氧化硅分散到第二极性有机溶剂中；然后加入醛基苯硼酸进行反应，得到生成有表面修饰有醛亚胺基的苯硼酸基团的纳米二氧化硅的分散液；