一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂及其制备方法和瓜尔胶压裂液体系技术

本发明专利技术提供了一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，属于油气层压裂改造用交联剂领域。由包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐1～10份、无机酸1～10份、多元醇胺0～20份、大分子有机酸1～20份、氢氧化钠1～20份、水50～90份。本发明专利技术利用无机锆盐和大分子有机酸通过络合反应，提高了有机聚酸金属交联剂的分子尺寸，利用本发明专利技术提供的有机聚酸金属交联剂制得的瓜尔胶压裂液体系中瓜尔胶的质量分数小，在降低瓜尔胶的用量的情况下，仍然具有较好的高温粘度。

Organic polyacid metal crosslinking agent for guar gum fracturing fluid system and preparation method and guar gum fracturing fluid system

The invention provides an organic polyacid metal crosslinking agent for guar gum fracturing fluid system, which belongs to the field of crosslinking agent for fracturing and reforming of oil and gas reservoirs. The raw materials including the following weight portion are obtained: 1~10 inorganic zirconium salts, 1~10 inorganic acids, 0~20 polyol amines, 1~20 macromolecular organic acids, 1~20 sodium hydroxide and 50~90 water. Using the inorganic zirconium salt and the macromolecular organic acid, the molecular size of the organic polyacid metal crosslinker is improved by the complexation reaction, and the guar gum in the guar gum fracturing fluid system obtained by the organic polyacid crosslinking agent provided by the invention has small mass fraction, and still has a lower amount of guar gum in the case of reducing the amount of guar gum. Good high temperature viscosity.

【技术实现步骤摘要】
一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂及其制备方法和瓜尔胶压裂液体系
本专利技术涉及油气层压裂改造用交联剂
，尤其涉及一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂及其制备方法和瓜尔胶压裂液体系。
技术介绍
目前，压裂改造技术已成为对低渗油气藏储层改造的重要措施，是提高油气产量的有效手段。在国内主要形成了以瓜尔胶及其衍生物交联冻胶为主的压裂液体系。由于低渗透等非常规油气田本身有较低的渗透率和微细的吼道，瓜尔胶压裂液体系中的胶液及其破胶残渣会对地层造成伤害，对地层伤害率40～80％。现有技术中，常用的瓜尔胶压裂液体系用交联剂通常是采用小分子多元酸和多元醇胺与钛或锆金属合成的，存在瓜尔胶使用量大的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂及其及其制备方法和瓜尔胶压裂液体系。本专利技术提供的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂能够在不影响瓜尔胶压裂液体系黏度的前提下，降低瓜尔胶的用量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐1～10份、无机酸1～10份、多元醇胺0～20份、大分子有机酸1～20份、氢氧化钠1～20份、水50～90份。优选地，所述原料包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐10份、无机酸5份、多元醇胺10份、大分子有机酸5份、氢氧化钠5份、水65份。优选地，所述大分子有机酸包括聚丙烯酸、海藻酸和聚乙烯基丙烯酸中的一种或多种。优选地，所述聚丙烯酸包括线性聚丙烯酸和/或体型聚丙烯酸。优选地，所述线性聚丙烯酸的数均分子量为1000～100000；所述体型聚丙烯酸的数均分子量为1000～50000。优选地，所述无机锆盐包括四氯化锆、氧氯化锆、硫酸锆和醋酸锆中的一种或多种。优选地，所述无机酸包括盐酸、硝酸和硫酸中的一种或多种。本专利技术还提供了上述技术方案所述瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将水、无机酸、多元醇胺和无机锆盐混合，得到锆盐混合液；(2)将所述步骤(1)得到的锆盐混合液与大分子有机酸混合，进行络合反应，得到络合产物；(3)将所述步骤(2)得到的络合产物与氢氧化钠混合，得到瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂。优选地，所述步骤(2)中络合反应的温度为20～70℃，络合反应的时间为1～4h。本专利技术还提供了一种瓜尔胶压裂液体系，包括以下质量百分含量的组分：瓜尔胶0.2～0.5％，pH调节剂0.1～0.4％，余量为上述技术方案所述的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂或上述技术方案所述制备方法得到的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂。本专利技术提供了一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐1～10份、无机酸1～10份、多元醇胺0～20份、大分子有机酸1～20份、氢氧化钠1～20份、水50～90份。本专利技术利用无机锆盐和大分子有机酸通过络合反应，提高了有机聚酸金属交联剂的分子尺寸，利用本专利技术提供的有机聚酸金属交联剂制得的瓜尔胶压裂液体系中瓜尔胶的质量分数小，在降低瓜尔胶的用量的情况下，仍然具有较好的高温粘度。实施例的数据表明，本专利技术提供的有机聚酸金属交联剂制得的瓜尔胶压裂液体系能够在浓度为0.3wt％时耐温130℃，在170s'条件下剪切120min后冻胶粘度能够保持在100mPa·s以上，0.5wt％时耐温180℃，在170s'条件下剪切120min后冻胶粘度能够保持在80mPa·s以上。并且本专利技术通过减少瓜尔胶的用量30％以上，显著降低了瓜尔胶残渣对地层和裂缝的伤害。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例1制得的瓜尔胶压裂液体系在180℃下的流变曲线；图2为本专利技术对比例制得的瓜尔胶压裂液体系在180℃下的流变曲线。具体实施方式本专利技术提供了一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐1～10份、无机酸1～10份、多元醇胺0～20份、大分子有机酸1～20份、氢氧化钠1～20份、水50～90份。在本专利技术中，所述原料优选2～10份重量份数的大分子有机酸。在本专利技术中，所述大分子有机酸优选包括聚丙烯酸、海藻酸、和聚乙烯基丙烯酸中的一种或多种，当所述大分子有机酸为混合物时，本专利技术对所述混合物中各大分子有机酸的用量没有特殊的限定，采用任意比例的混合物即可。本专利技术对所述聚丙烯酸、海藻酸和聚乙烯基丙烯酸的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中，所述聚丙烯酸优选包括线性聚丙烯酸和/或体型聚丙烯酸；所述线性聚丙烯酸的数均分子量优选为1000～100000，更优选为1100～10000；所述体型聚丙烯酸的数均分子量优选为1000～50000，更优选为1100～8000。在本专利技术中，所述聚乙烯基丙烯酸的数均分子量优选为1000～100000，更优选为1000～10000。在本专利技术中，所述原料优选5～10份重量份数的无机锆盐。在本专利技术中，所述无机锆盐优选包括四氯化锆、氧氯化锆、硫酸锆和醋酸锆中的一种或多种。当所述无机锆盐为混合物时，本专利技术对所述混合物中各无机锆盐的用量没有特殊的限定，采用任意比例的混合物即可。本专利技术利用无机锆盐和大分子有机酸通过络合反应，提高了有机聚酸金属交联剂的分子尺寸，减小了瓜尔胶压裂液体系中瓜尔胶的质量分数，在降低瓜尔胶的用量的情况下，仍然具有较好的流变性能和耐温能力。在本专利技术中，所述原料优选2～8份重量份数的无机酸。在本专利技术中，所述无机酸优选包括盐酸、硝酸和硫酸中的一种或多种，更优选为盐酸或硝酸。在本专利技术中，所述无机酸的质量分数优选为2～8％，更优选为5％。在本专利技术中，所述无机酸的加量使无机锆盐在水中溶解。在本专利技术中，所述原料优选5～15份重量份数的多元醇胺。在本专利技术中，所述多元醇胺优选包括二乙醇胺和/或三乙醇胺。当所述多元醇胺为二乙醇胺和三乙醇胺的混合物时，本专利技术对所述二乙醇胺和三乙醇胺的用量比没有特殊的限定，采用任意比例的混合物即可。在本专利技术中，所述多元醇胺络合锆增加无机锆盐的水溶性。在本专利技术中，所述原料优选2～5份重量份数的氢氧化钠。在本专利技术中，所述氢氧化钠能够调节体系的pH值，促进大分子有机酸的络合反应，同时可以增加交联剂的碱性可以提高体系的交联速度。在本专利技术中，所述原料优选50～70份重量份数的水。在本专利技术中，所述原料优选包括以下质量份数的组分：无机锆盐10份、无机酸5份、多元醇胺10份、大分子有机酸5份、氢氧化钠5份、水65份。本专利技术还提供了上述技术方案所述瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将水、无机酸、多元醇胺和无机锆盐混合，得到锆盐混合液；(2)将所述步骤(1)得到的锆盐混合液与大分子有机酸混合，进行络合反应，得到络合产物；(3)将所述步骤(2)得到的络合产物与氢氧化钠混合，得到瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂。本专利技术将水、无机酸、多元醇胺和无机锆盐混合，得到锆盐混合液。本专利技术对所述水、无机酸、多元醇胺和无机锆盐的加入顺序没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加入方式即可，具体的如先将水、无机酸和多元醇胺混合后升温至络合反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐1～10份、无机酸1～10份、多元醇胺0～20份、大分子有机酸1～20份、氢氧化钠1～20份、水50～90份。

【技术特征摘要】
1.一种瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机锆盐1～10份、无机酸1～10份、多元醇胺0～20份、大分子有机酸1～20份、氢氧化钠1～20份、水50～90份。2.根据权利要求1所述的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，其特征在于，所述原料包括以下重量份数的组分：无机锆盐10份、无机酸5份、多元醇胺10份、大分子有机酸5份、氢氧化钠5份、水65份。3.根据权利要求1或2所述的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，其特征在于，所述大分子有机酸包括聚丙烯酸、海藻酸和聚乙烯基丙烯酸中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，其特征在于，所述聚丙烯酸包括线性聚丙烯酸和/或体型聚丙烯酸。5.根据权利要求4所述的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属交联剂，其特征在于，所述线性聚丙烯酸的数均分子量为1000～100000；所述体型聚丙烯酸的数均分子量为1000～50000。6.根据权利要求1或2所述的瓜尔胶压裂液体系用有机聚酸金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：何建平，籍淑贤，朱明山，蒋杰，邓明宇，吴志明，崔俊杰，谢文龙，周利英，
申请(专利权)人：昆山京昆油田化学科技开发公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32