一种油田采出水配液用交联剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种油田采出水配液用交联剂及其制备方法，按重量分数计，该交联剂包含山梨醇8％～15％，阳离子聚苯乙烯磺酸盐12％～25％，溶剂10～20％，引发剂3～5％，催化剂3％～5％，其余为水。所述制备方法为将配方量的山梨醇与阳离子聚苯乙烯磺酸盐加入反应器中，同时加入配方量的溶剂和引发剂，并加入配方量的催化剂，水抽真空的条件下，搅拌并加热，反应3‑6小时，制得无色透明液体。本发明专利技术所制交联剂具有较强的耐盐性能，同时兼顾一定耐油特性，使其能够适用于多种油田采出水配制压裂液，相比于冻胶类的压裂液体系其携砂性好，能够满足实际应用过程中的高携砂要求。

Crosslinking agent for oilfield production water distribution and preparation method thereof

The present invention discloses a crosslinking agent for oil production effluent and its preparation method. According to the weight fraction, the crosslinker contains sorbitol 8% ~ 15%, cationic polystyrene sulfonate 12% ~ 25%, solvent 10 ~ 20%, initiator 3 to 5%, catalyst 3% to 5%, and water in the rest. The preparation method is to add the sorbitol and the cationic polystyrene sulfonate into the reactor, add the solvent and initiator of the formula, add the catalyst of the formula, and stir and heat under the condition of the water pumping, and the reaction is 3 for 6 hours, and the colorless transparent liquid is made. The crosslinker has strong salt resistance and a certain oil resistance, so that it can be applied to a variety of oilfield produced water to prepare fracturing fluid. Compared to the gel type fracturing fluid, it has good sand carrying capacity and can meet the requirements of high sand carrying requirement in the practical application process.

【技术实现步骤摘要】
一种油田采出水配液用交联剂及其制备方法
本专利技术涉及石油开采领域，具体涉及一种油田采出水配液用交联剂及其制备方法。
技术介绍
水力压裂技术是低渗储层改造的关键技术，水力压裂需要消耗大量淡水，对当地水资源造成影响，而在水资源匮乏地区，这种影响尤为严重。目前国内环保要求显著提高，油田随着开发的深入，综合含水率逐渐上升，大量的采出水无害化处理成本高效率低，如果能使用采出水配制压裂液，对于油田的绿色开发和降本增效意义重大。油田采出水普遍具有“高细菌含量、高矿化度、高机械杂质”的特征，成分复杂。针对油田采出水配制压裂液合成的稠化剂具有疏水基团的侧链结构，只有在特定表面活性剂的作用下，具有特定的粘度响应。常规的表面活性在促进疏水缔合物交联形成空间网状结构方面有一定局限，并在采出水特定的高盐、含油、含细菌的水环境下，部分表面活性剂失去活性。不同种类的表面活性剂随着用量的增加，溶液表观粘度呈现递增趋势，但当表面活性剂用量过大，将导致粘度降低。其原因是低浓度的表面活性剂形成胶束，疏水侧链在胶束中缠绕，形成密集超分子结构，形成空间网状结构，导致表观粘度增加，随着用量的增加，表面活性剂所形成的胶束数目增多，平均每个胶束中疏水单元数目减少，空间网状结构被破坏，使得溶液在宏观上表现为粘度降低。
技术实现思路
针对上述现有技术所存在的问题，本专利技术公开了一种具有耐盐、耐油、耐一定悬浮物、对地层适应性强的油田采出水配液用交联剂及其制备方法。本专利技术所采用的技术方案如下：一种油田采出水配液用交联剂，由以下重量百分比的组分组成：山梨醇8％～15％，阳离子聚苯乙烯磺酸盐12％～25％，溶剂10～20％，引发剂3～5％，催化剂3％～5％，其余为水。所述的山梨醇与阳离子聚苯乙烯磺酸盐的物质的量比为1：(1.5-3.5)。所述的阳离子聚苯乙烯磺酸盐为淡琥珀色液体，其分子量为10-20万。所述的阳离子聚苯乙烯磺酸盐为聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钾中的一种。所述的溶剂为甲醇、乙二醇、乙醚、丙三醇中的一种。所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过溴酸钠中的一种。所述的催化剂剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种。所述的一种油田采出水配液用交联剂的制备方法为，该制备方法的具体操作步骤如下：将配方量的山梨醇与阳离子聚苯乙烯磺酸盐加入反应器中，同时加入配方量的溶剂和引发剂，并加入配方量的催化剂，水抽真空的条件下，搅拌升温至180-190℃，反应3-6小时，制得无色透明液体即为用油田采出水配制压裂液用交联剂。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术所述的用油田采出水配制压裂液用交联剂单体中阳离子聚苯乙烯磺酸盐与山梨醇中的带电离子基团(包含醚基、亚甲基、磺酸基、乙烯基等)的静电排斥与吸引相互竞争与协同，可以促进疏水基团相互缔合，使大分子链产生分子内或分子间的缔合作用，形成聚集度更高的超分子网络结构，相比于冻胶类的压裂液体系其携砂性好，能够满足实际应用过程中的高携砂要求；2.本专利技术的用于油田采出水配制压裂液用交联剂由于磺酸基团对阳离子的吸引具有较强的耐盐性能，同时极性基团能够吸附一定原油兼顾适当耐油特性，使其能够适用于多种油田采出水配制压裂液；3.本专利技术的用于油田采出水配制压裂液用交联剂与压裂液配伍性能良好，在压裂基液中加入体积浓度为0.3％的交联剂无沉淀生成；4.本专利技术使用的原料易得，且交联剂制备过程简单。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做详细地说明：实施例1本专利技术公开了一种油田采出水配液用交联剂及其制备方法，所述交联剂由以下重量百分比的组分组成：山梨醇8％～15％，阳离子聚苯乙烯磺酸盐12％～25％，溶剂10～20％，引发剂3～5％，催化剂3％～5％，其余为水。该交联剂的制备方法的具体操作步骤如下：将配方量的山梨醇与阳离子聚苯乙烯磺酸盐加入反应器中，同时加入配方量的溶剂和引发剂，并加入配方量的催化剂，水抽真空的条件下，搅拌升温至180-190℃，反应3-6小时，制得无色透明液体即为油田采出水配液用交联剂。本专利技术所制交联剂具有较强的耐盐性能，同时兼顾一定耐油特性，耐悬浮物特性，使其能够适用于多种油田采出水配制压裂液。实施例2在实施例1的基础上，采用山梨醇与阳离子聚苯乙烯磺酸或聚苯乙烯磺酸盐反应，两者物质的量比为1：(1.5～3.5),同时加入10-20％的溶剂和3-5％的引发剂，加入3％～5％的催化剂，水抽真空的条件下，搅拌升温至180-190℃，反应3-6小时，制得无色透明液体即为油田采出水配液用交联剂。所述的阳离子聚苯乙烯磺酸盐为淡琥珀色液体，其分子量为10-20万；所述阳离子聚苯乙烯磺酸盐为聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钾中的一种。所述的溶剂为甲醇、乙二醇、乙醚、丙三醇中的一种。所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过溴酸钠中的一种。所述的催化剂剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种。本专利技术所述的用油田采出水配制压裂液用交联剂单体中阳离子聚苯乙烯磺酸盐与山梨醇中的带电离子基团(包含醚基、亚甲基、磺酸基、乙烯基等)的静电排斥与吸引相互竞争与协同，可以促进疏水基团相互缔合，使大分子链产生分子内或分子间的缔合作用，形成聚集度更高的超分子网络结构，相比于冻胶类的压裂液体系其携砂性好，能够满足实际应用过程中的高携砂要求；且本专利技术使用的原料易得，交联剂制备过程简单。用本专利技术所制交联剂配制压裂液的过程与常规压裂液配制方法一致，只是常规配制方法的采用清水，本专利技术采用的是含油悬浮物、原油、机械杂质等的油田采出水，该交联剂与压裂液配伍性能良好，在压裂基液中加入体积浓度为0.3％的交联无沉淀生成。实施例3在上述实施例的基础上，将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入8％的山梨醇和12％的聚苯乙烯磺酸(山梨醇和聚苯乙烯磺酸的物质的量比为1：1.5)，同时加入10％的甲醇和3％的过硫酸钠，加入3％氢氧化钠，64％的水，水抽真空的条件下搅拌升温至180℃，持续搅拌6小时，得到无色透明液体即为油田采出水配液用交联剂。实施例4将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入11.5％的山梨醇和18.5％的聚苯乙烯磺酸钠(山梨醇和聚苯乙烯磺酸钠的物质的量比为1：2.5)，同时加入15％的乙二醇和4％的过硫酸铵，加入4％的氢氧化钾，47％的水；水抽真空的条件下搅拌升温至183℃，持续搅拌5小时，得到无色透明液体即为用于油田采出水配制压裂液用交联剂。实施例5将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入9％的山梨醇和23％的聚苯乙烯磺酸钠(山梨醇和聚苯乙烯磺酸钠的摩尔比为1：3)，同时加入15％的乙醚和5％的过溴酸钠，加入4％的氢氧化钠，44％的水；水抽真空的条件下搅拌升温至188℃，持续搅拌3小时，得到无色透明液体即为用于油田采出水配制压裂液用交联剂。实施例6将装有磁力搅拌、温度计的三口烧瓶置于磁力搅拌器控温电热套上，向三口烧瓶中加入12％的山梨醇和21％的聚苯乙烯磺酸钠(山梨醇和聚苯乙烯磺酸钠的物质的量比为1：1.75)，同时加入12％的乙二醇和3％的过硫酸铵，加入4％的氢氧化钾，48％的水；水抽真空的条件下搅拌升温至183℃，持续搅拌5小时，得到无色透明液体即为用于油田本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油田采出水配液用交联剂，其特征在于：所述交联剂由以下重量百分比的组分组成：山梨醇8％～15％，阳离子聚苯乙烯磺酸盐12％～25％，溶剂10～20％，引发剂3～5％，催化剂3％～5％，其余为水。

【技术特征摘要】
1.一种油田采出水配液用交联剂，其特征在于：所述交联剂由以下重量百分比的组分组成：山梨醇8％～15％，阳离子聚苯乙烯磺酸盐12％～25％，溶剂10～20％，引发剂3～5％，催化剂3％～5％，其余为水。2.根据权利要求1所述的一种油田采出水配液用交联剂，其特征在于：所述的山梨醇与阳离子聚苯乙烯磺酸盐的物质的量比为1：(1.5-3.5)。3.根据权利要求1所述的一种油田采出水配液用交联剂，其特征在于：所述的阳离子聚苯乙烯磺酸盐为淡琥珀色液体，其分子量为10-20万。4.根据权利要求1所述的一种油田采出水配液用交联剂，其特征在于：所述的阳离子聚苯乙烯磺酸盐为聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钾中的一种。5.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钢，薛小佳，闵琪，唐梅荣，吴江，李楷，范华波，刘锦，周晓群，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11