一种交联剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种交联剂，制备原料包括有机锆、有机铜、多元醇、有机羧酸盐、多元有机胺、阴离子表面活性剂和水。本发明专利技术的交联剂可同时满足压裂液和酸液交联，通过多重交联作用，提高交联位点数目，同时提高交联冻胶剪切和高温自修复能力，具有优良的携砂和缓速性能，交联压裂液冻胶可满足超高温压裂液耐温耐剪切，交联冻胶酸可满足高温酸液耐高温和缓速性能，实现压裂液

【技术实现步骤摘要】
一种交联剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及深层/特深层油气储层改造增产领域，具体涉及一种交联剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]深层/特深层油气资源是目前国内勘探开发重点领域，70％以上井需要酸压/酸化建产，但特深层油气埋藏深、超高温、破裂压裂高、施工摩阻大等问题给储层改造技术带来极大挑战。目前国内开发特深层油气以高温碳酸盐岩为主，大部分井需酸压改造建产，需要滑溜水、压裂液、高温胶凝酸及交联酸进行复合酸压施工。滑溜水用降阻剂为合成聚合物，压裂液用稠化剂为改性胍胶类稠化剂，胶凝酸和交联酸用稠化剂为耐酸的不同种类稠化剂，现场施工液体种类繁多，需要大量储液罐分开配置，同时多种液体之间存在配伍性差等问题。同时，压裂液和交联酸体系需要加入交联剂进行交联提高压裂液耐温和交联酸耐温缓速性能，现场需要准备不同种类的交联剂。胍胶类压裂液体系要求严格的交联pH值，有机硼交联要求pH值为碱性(>10)，有机锆要求pH值为酸性(3
‑
4之间)，这两种交联剂交联胍胶压裂液与酸液体系都存在不配伍问题。
[0003]为了便于现场施工，改善液体之间的配伍性，使用一种交联剂实现压裂液和酸液交联最为理想。因此，开发一种可满足压裂液和酸液交联要求的新型交联剂，实现在线交联压裂液和酸液具有重要意义和应用前景。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种交联剂，以及上述交联剂的制备方法和在深层/特深层油气储层改造增产领域的应用。采用本专利技术所述交联剂，能够同时实现压裂液和酸液的交联，改善液体纸件的配伍性。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种交联剂，制备原料包括有机锆、有机铜、多元醇、有机羧酸盐、多元有机胺、阴离子表面活性剂和水。
[0006]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，交联剂的制备原料以重量份数计，包括，
[0007][0008]优选地，所述有机锆:有机铜＝5:(1～5)。
[0009]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，所述有机锆选自乙酸锆、丙酸锆、乳酸锆和乙酰丙酮锆中的至少一种。
[0010]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，所述有机铜选自乳酸铜、乙酸铜、乙酰丙酮铜和丙酸铜中的至少一种。
[0011]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，所述多元醇选自1,2
‑
丙二醇、丙三醇、乙二醇、木糖醇、山梨醇和季戊四醇中的至少一种。
[0012]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，所述有机羧酸盐选自乳酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、苹果酸钠和草酸钠中的至少一种。
[0013]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，所述多元有机胺选自乙二胺、丙二胺、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种。
[0014]根据本专利技术所述的交联剂的一些优选实施方式，所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸铵中的至少一种。
[0015]本专利技术的第二个方面提供了上述交联剂的制备方法，包括：
[0016]A1.将有机锆、有机铜和水混合，得到有机铜锆水溶液；
[0017]A2.将多元醇、有机羧酸盐和所述有机铜锆水溶液混合并反应，得到第一反应液；
[0018]A3.将阴离子表面活性剂和所述第一反应液混合并反应，得到第二反应液；
[0019]A4.将多元有机胺与第二反应液混合并反应，即得所述交联剂。
[0020]根据本专利技术所述的制备方法的一些优选实施方式，步骤A1中，有机锆、有机铜和水混合的温度为20℃～30℃。
[0021]根据本专利技术所述的制备方法的一些优选实施方式，步骤A2中，反应的条件包括：反应温度40℃～60℃，反应时间3h～6h。
[0022]根据本专利技术所述的制备方法的一些优选实施方式，在步骤A2之后且步骤A3之前，将所述第一反应液的温度调节为20℃～30℃。
[0023]根据本专利技术所述的制备方法的一些优选实施方式，在步骤A3之后且步骤A4之前，将所述第二反应液的温度调节为20℃～30℃。
[0024]本专利技术的第三方面提供了上述交联剂或交联剂的制备方法在储层改造中的应用，优选为在油气储层改造中的应用。
[0025]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述油气储层的储层条件包括：深度为5000千米～12000千米，温度为150℃～250℃。
[0026]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述交联剂用于交联酸。
[0027]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述交联酸的制备原料包括盐酸、稠化剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂、破乳助排剂和交联剂。
[0028]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，以重量份数计，所述交联酸的制备原料包括：
[0029][0030]其余为水，水的重量份数与其余制备原料的重量份数之和为100份。
[0031]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述缓蚀剂选自咪唑啉类、喹啉季铵盐类、酮醛胺缩合物和曼尼希碱中的至少一种；优选地，所述缓蚀剂选自1
‑
氨乙基
‑2‑
十五烷基咪唑啉季铵盐、2
‑
甲基喹啉苄基季铵盐和甲醛/对苯二胺/苯乙酮缩合物中的至少一种。其中，甲醛/对苯二胺/苯乙酮缩合物为甲醛、对苯二胺和苯乙酮进行缩合反应后得到的聚合物。
[0032]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述铁离子稳定剂为有机酸，更优选选自柠檬酸、乳酸、乙酸、乙二胺四乙酸和抗坏血酸中的至少一种。
[0033]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述盐酸来源于重量浓度为15wt％～30wt％的盐酸溶液；优选地，所述盐酸来源于重量浓度为15wt％～20wt％的盐酸溶液。
[0034]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述稠化剂的结构如式(I)所示：
[0035][0036]式(I)中，n、o、p、q、x、y分别为各结构单元的百分数，其中，n+o＝75％，n＝65％～74％；o＝1％～10％；p+q+x+y＝25％，q＝19％～21％；p＝2％～4％；x＝0.5％～1％；y＝0.5％～1％；m为氧乙烯结构的个数，m＝6～10。
[0037]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述破乳助排剂的制备原料包括甜菜碱两性离子表面活性剂、聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚、全氟月桂基聚氧乙烯醚和水。
[0038]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，以重量份数计，所述破乳助排剂的制备原料包括：
[0039][0040]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述甜菜碱两性离子表面活性剂为月桂酰胺丙基甜菜碱。
[0041]根据本专利技术所述的应用的一些优选实施方式，所述交联酸的制备方法包括：
[0042]1)将稠化剂、盐酸和水混合，得到第一酸液；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交联剂，制备原料包括有机锆、有机铜、多元醇、有机羧酸盐、多元有机胺、阴离子表面活性剂和水。2.根据权利要求1所述的交联剂，其特征在于，所述交联剂的制备原料以重量份数计，包括，优选地，所述有机锆:有机铜＝5:(1～5)。3.根据权利要求1或2中任意一项所述的交联剂，其特征在于，所述有机锆选自乙酸锆、丙酸锆、乳酸锆和乙酰丙酮锆中的至少一种；和/或所述有机铜选自乳酸铜、乙酸铜、乙酰丙酮铜和丙酸铜中的至少一种；和/或所述多元醇选自1,2
‑
丙二醇、丙三醇、乙二醇、木糖醇、山梨醇和季戊四醇中的至少一种；和/或所述有机羧酸盐选自乳酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、苹果酸钠和草酸钠中的至少一种；和/或所述多元有机胺选自乙二胺、丙二胺、聚乙烯亚胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺中的至少一种；和/或所述阴离子表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠和十二烷基硫酸铵中的至少一种。4.权利要求1
‑
3中任意一项所述的交联剂的制备方法，包括：A1.将有机锆、有机铜和水混合，得到有机铜锆水溶液；A2.将多元醇、有机羧酸盐和所述有机铜锆水溶液混合并反应，得到第一反应液；A3.将阴离子表面活性剂和所述第一反应液混合并反应，得到第二反应液；A4.将多元有机胺与第二反应液混合并反应，得到所述交联剂；优选地，步骤A1中，有机锆、有机铜和水混合的温度为20℃～30℃；优选地，步骤A2中，反应的条件包括：反应温度40℃～60℃，反应时间3h～6h；优选地，在步骤A2之后且步骤A3之前，将所述第一反应液的温度调节为20℃～30℃；优选地，在步骤A3之后且步骤A4之前，将所述第二反应液的温度调节为20℃～30℃。5.一种权利要求1
‑
3中任意一项所述的交联剂或权利要求4所述的制备方法在储层改造中的应用，优选为在油气储层改造中的应用；更优选地，所述油气储层的储层条件包括：深度为5000千米～12000千米，温度为150℃～250℃。6.根据权利要求5所述的交联剂的应用，其特征在于，所述交联剂应用于交联酸。7.根据权利要求5或6所述的交联剂的应用，其特征在于，所述交联酸的制备原料包括
盐酸、稠化剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂、破乳助排剂和交联剂；优选地，以重量份数计，所述交联酸的制备原料包括：其余为水，水的重量份数与其余制备原料的重量份数之和为100份；优选地，所述缓蚀剂选自咪唑啉类、喹啉季铵盐类、酮醛胺缩合物和曼尼希碱中的至少一种；更优选地，所述缓蚀剂选自1
‑
氨乙基
‑2‑
十五烷基咪唑啉季铵盐、2
‑
甲基喹啉苄基季铵盐和甲醛/对苯二胺/苯乙酮缩合物中的至少一种；优选地，所述铁离子稳定剂为有机酸，更优选选自柠檬酸、乳酸、乙酸、乙二胺四乙酸和抗坏血酸中的至少一种；优选地，所述盐酸来源于重量浓度为15wt％～30wt％的盐酸溶液；更优选地，所述盐酸来源于重量浓度为15wt％～20wt％的盐酸溶液。8.根据权利要求5
‑
7中任意一项所述的交联剂的应用，其特征在于，所述稠化剂的结构如式(I)所示：式(I)中，n、o、p、q、x、y分别为各结构单元的百分数，其中，n+o＝75％，n＝65％～74％；o＝1％～10％；p+q+x+y＝25％，q＝19％～21％；p＝2％～4％；x＝0.5％～1％；y＝0.5％～1％；m为氧乙烯结构的个数，m＝6～10。9.根据权利要求5
‑
8中任意一项所述的交联剂的应用，其特征在于，所述破乳助排剂的制备原料包括甜菜碱两性离子表面活性剂、聚氧丙烯聚氧乙烯丙二醇醚、全氟月桂基聚氧乙烯醚和水；优选地，以重量份数计，所述破乳助排剂的制备原料包括：
10.根据权利要求5
‑
9中任意一...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾文峰，丁士东，蒋廷学，姚奕明，魏娟明，黄静，刘芳慧，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：