一种稀土型水基凝胶交联剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土型水基凝胶交联剂及其制备方法。该方法，包括如下步骤：将氯化稀土与碱在水中混匀进行反应，反应完毕后再加入有机酸混匀进行反应，反应完毕得到所述稀土型水基凝胶交联剂。本发明专利技术提供的稀土型水基凝胶交联剂，具有较低的使用浓度，为３００－５００ｍｇ／Ｌ；（２）对部分水解聚丙烯酰胺、疏水缔合聚合物、两亲聚合物及梳型聚合物等丙酰胺聚合物类驱油剂均具有良好交联作用，使用浓度为５００ｍｇ／Ｌ时，能够形成交联结构，溶液粘度由５５．６ｍＰａ．ｓ上升至８２４．８ｍＰａ．ｓ，具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交联剂领域，特别是。
技术介绍
交联水基凝胶是由水溶性聚合物(一般为部分水解聚丙烯酰胺，简称HPAM)与交 联剂形成的一种能够缓慢交联(以分子间交联为主，分子内交联为辅)，粘度可控的聚合物 凝胶体。其特性是既具有一定的流动性又具有一定的强度。近几年广泛地应用于调剖、堵 水、酸化、压裂等油气开采的诸多领域，尤其是目前利用该种体系封堵高渗透注水大孔道形 成的延缓交联水基凝胶油藏调驱方法备受关注。目前交联剂应用较多的为酚醛类交联剂、 有机铝交联剂和有机铬交联剂。酚醛、有机铝和有机铬类交联剂对环境污染严重，不能满足 环境友好的要求。目前现有的交联剂很难克服以上问题，因而，亟待开发出一种新型环境友 好的交联剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。本专利技术提供的制备稀土型水基凝胶交联剂的方法，包括如下步骤将氯化稀土与碱在水中混勻进行反应，反应完毕后再加入有机酸混勻进行反应， 反应完毕得到所述稀土型水基凝胶交联剂。上述方法中，所述氯化稀土的有效成分(该有效成分是指氯化稀土中含有稀土元 素的化合物)选自镧系氯化稀土和锕系氯化稀土中的至少一种，所述镧系氯化稀土选自氯 化镧(LaCl3)、氯化铈(CeCl3)、氯化钕(NdCl3)和氯化镨(PrCl3)中的至少一种；所述锕系 氯化稀土选自氯化锕和氯化钍中的至少一种，所述氯化稀土的有效成分优选由所述镧系氯 化稀土和所述锕系氯化稀土组成的混合物，更优选由氯化镧、氯化铈、氯化钕和氯化镨组成 的混合物。该氯化稀土可为由下述化合物组成的混合物LaCl3、CeCl3> NdCl3、PrCl3、La2O3, Na20、Ca0、Mg0、Ba0、Sr0 和 Fe203。该氯化稀土中 LaCl3、CeCl3、NdCl3、PrCl3、La203、Na20、Ca0、 Mg0、Ba0、Sr0和Fe2O3 的质量比为 58. 4 10. 8 4. 4 3. 2 15. 6 4. 3 2. 0 0. 8 0. 2 0.1 0.05，该氯化稀土可从公开商业途径购买得到，如可购自沈阳包同稀土炉料有限公司。 所述碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，优选氢氧化钠。所述氯化稀土、所述碱与所 述有机酸的摩尔比为2-2. 5 6-6.5 3-3. 5，具体可为2 6 3. 0,2. 5 6.5 3. 5或 2.5 6.5 3.0，优选 2-2. 2 6-6.2 3-3.2。该步骤中，所述氯化稀土与碱在水中混勻进行反应步骤中，温度为60-70°C，反应 时间为15-20分钟。该反应温度必须控制在60-70°C (包括60°C和70°C )，低于60V会发 生其它类型的反应，高于70°C，所得反应产物氢氧化稀土不稳定。所述有机酸选自乙二酸、苯乙酸、柠檬酸、苯甲酸、水杨酸和冰醋酸中的至少一种， 优选乙二酸。所述再加入有机酸混勻进行反应步骤中，反应温度为60-70°C，时间为20-30 分钟。3另外，按照上述方法制备所得稀土型水基凝胶交联剂及该稀土型水基凝胶交联剂 在制备驱油剂或调驱用弱凝胶中的应用，也属于本专利技术的保护范围。其中，该弱凝胶可为部 分水解聚丙烯酰胺弱凝胶。以反应物选择氯化稀土(ReCl3)、氢氧化钠和乙二酸为例，上述方法的化学反应方 程式，如下所示(1) ReCl3+3Na0H — Re (OH) 3+3NaCl(2) 2Re (OH) 3+3H00C_C00H — Re2 (C00-00C) 3+6H20另外，利用上述制备方法得到的稀土型水基凝胶交联剂，及其在制备驱油剂，尤其 是交联型水基凝胶的应用，也属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供的稀土型水基凝胶交联剂，属于有机金属型交联剂，且该交联剂中的 阳离子为稀土类。该交联剂具有如下特征(1)具有较低的使用浓度，为300-500mg/L; (2)对部分水解聚丙烯酰胺、疏水缔合聚合物、两亲聚合物及梳型聚合物等丙酰胺聚合物 类驱油剂均具有良好的交联作用，使用浓度为500mg/L时，能够形成交联结构，溶液粘度由 55. 6mPa. s上升至824. 8mPa. s。本专利技术提供的制备上述稀土型水基凝胶交联剂的方法，工 艺简便，产率高，易于操作，适宜于大规模生产。该稀土型水基凝胶交联剂可作为驱油剂的 交联剂，具有重要的应用价值。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的稀土型水基凝胶交联剂用量与溶液粘度关系曲线。图2为本专利技术实施例1制备的HPAM水动力学半径分布图。图3为本专利技术实施例1制备的稀土型水基凝胶交联剂交联HPAM弱凝胶水动力学 半径分布图。图4为本专利技术实施例2制备的稀土型水基凝胶交联剂用量与溶液粘度关系曲线。图5为本专利技术实施例3制备的稀土型水基凝胶交联剂交联HPAM弱凝胶扫描电镜 照片。具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不限于以下实施例。下 述实施例中所用方法如无特别说明，均为常规方法。下述实施例中所用氯化稀土均为由下 述化合物组成的混合物LaCl3、CeCl3、NdCl3、PrCl3、La203、Na20、Ca0、Mg0、Ba0、Sr0 和 Fe203。 该氯化稀土中 LaCl3、CeCl3、NdCl3、PrCl3> La2O3, Na2O, CaO, MgO, BaO, SrO 和 Fe2O3 的质量比 均为 58.4 10.8 4.4 3. 2 15.6 4. 3 2.0 0.8 0. 2 0. 1 0.05，均购 自沈阳包同稀土炉料有限公司。下述实施例中所用部分水解聚丙烯酰胺的粘均分子量均为 1600万，水解度均为29.8%。 实施例1、制备稀土型水基凝胶交联剂将氯化稀土 70. 8g(0. 2mol)和氢氧化钠24g(0. 6mol)溶解于200mL水中，加热至 60°C，在搅拌条件下反应15min后，再加入37. 8g(0. 3mol)乙二酸在搅拌条件下在60°C进行 反应20min，反应完毕得到本专利技术提供的稀土型水基凝胶交联剂。按照下述方法对上述稀土型水基凝胶交联剂中的稀土的质量百分含量进行检测用分析天平精确称量0. 5-lg所述稀土型水基凝胶交联剂(称准至0. 0002g)，置 于250ml锥形瓶中，加入5ml HNO3和20ml H2O,装上空气回流冷凝管，用小火缓缓加热，保 持微沸，直到样品分解后，悬浮在溶液上面的油脂呈透明为止。以热水冲洗冷凝管壁和瓶 塞四周，取下冷凝管继续加热，微沸片刻，使透明分散的油球层聚成一块，停止加热，冷却到 室温，加则采红试纸一小块，用质量百分浓度为28%的氨水中和到试纸呈紫红色(pH值为 5-6)加IOml pH值为5. 6的乙酸一乙酸钠缓冲溶液和3_4滴二甲酚橙指示剂，用0. 04799M的EDTA标准溶液滴定到溶液由紫红色变为黄色为终点。计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备稀土型水基凝胶交联剂的方法，包括如下步骤：　　将氯化稀土与碱在水中混匀进行反应，反应完毕后再加入有机酸混匀进行反应，反应完毕得到所述稀土型水基凝胶交联剂。

【技术特征摘要】
一种制备稀土型水基凝胶交联剂的方法，包括如下步骤将氯化稀土与碱在水中混匀进行反应，反应完毕后再加入有机酸混匀进行反应，反应完毕得到所述稀土型水基凝胶交联剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述氯化稀土的有效成分选自镧系氯化 稀土和锕系氯化稀土中的至少一种；所述碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，优选氢氧化钠。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述镧系氯化稀土选自氯化镧、氯化铈、 氯化钕和氯化镨中的至少一种；所述锕系氯化稀土选自氯化锕和氯化钍中的至少一种，所 述氯化稀土的有效成分优选为由所述镧系氯化稀土和所述锕系氯化稀土组成的混合物或 由氯化镧、氯化铈、氯化钕和氯化镨组成的混合物。4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于所述氯化稀土、所述碱与所述有机 酸的摩尔比为2-2. ...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕鑫，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海石油研究中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]