一种用于重建井筒压裂的交联剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术的目的在于一种重建井筒压裂用交联剂，属于石油天然气增产技术领域，是通过硼化合物与多元醇，有机配位体相互反应制得。硼化合物为硼砂和硼酸中的一种或两种，多元醇为乙二醇、丙三醇、正丁醇、戊醇中的一种或多种。有机配位体为甘露醇、葡萄糖酸钠、乳酸、柠檬酸、三乙醇胺中的一种或多种。本发明专利技术还公开了一种瓜胶压裂液，本发明专利技术的重建井筒压裂用交联剂，可实现延迟交联，交联时间可调；减少了瓜胶使用量，提高瓜胶压裂液抗温抗剪切性能，减少残渣含量，降低储层伤害。降低储层伤害。降低储层伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种用于重建井筒压裂的交联剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于石油天然气增产
，具体涉及一种用于重建井筒压裂的交联剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，我国能源消费结构不断优化，作为清洁能源的天然气已成为我国能源结构调整的主要增长点和低碳转型的主力军。页岩气与煤层气等非常规天然气储量丰富，具有广阔的开发前景。
[0003]涪陵页岩气田于2013年进入商业化开发阶段，前期主要采用的二代压裂技术，开发模式为“多段少簇射孔+段塞式加砂”压裂工艺。密切割压裂工艺显著效果令技术人员意识到，焦石坝区块老井具有再次实施改造提产的能力。目前，涪陵工区采用在直径139.7套管内重建直径88.9mm套管的施工新模式，开展“套中固套”的重建井筒压裂施工。
[0004]重建井筒压裂施工中，近井多裂缝且漏失量大，加砂较困难，需要使用高粘液控缝，然而套管内径较小，且双层套管射穿孔径较小，压裂时的摩阻较高，若压裂液在地面或是在泵送过程中交联，将会导致摩阻过大，难以泵送，甚至损坏设备，因此，压裂液具需备延迟交联的性能。
[0005]同时，瓜胶压裂液中残渣含量较高，采用高浓度瓜胶容易对基质渗透率以及裂缝造成储层伤害，影响改造效果，为降低残渣含量，一种办法是对羟丙基瓜胶进行改良，提高瓜胶纯度，但改良后的瓜胶成本较高；另一种办法是通过高效交联剂降低瓜胶浓度，减少残渣含量。
[0006]为满足重建井筒压裂改造需要，增大储层改造体积，提高单井产量；降低瓜胶使用量，减少残渣含量。本专利技术提供一种可以实现延迟交联的交联剂，交联时间可调，可针对不同垂深进行实时调整，满足储层改造需求，增大改造体积，提高控制地质储量；降低储层伤害，达到降本增效的目的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于一种重建井筒压裂用交联剂，该交联剂通过引入葡萄糖酸钠/甘露醇/乳酸/三乙醇胺作为配位体，可以实现延迟交联以及交联时间可调，满足重建井筒储层改造需求，提高改造效率。另外，本专利技术同时还提供了上述交联剂的制备方法。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种重建井筒压裂用交联剂，包括如下重量份数的组分：
[0010]硼化合物：15
‑
25份、液态多元醇：10
‑
20份、质量浓度为10
‑
20％的碱溶液：15
‑
20份、有机配位体：20
‑
25份、水：1000份。
[0011]进一步地，所述硼化合物包括硼砂和硼酸中的一种或两种。
[0012]进一步地，所述液态多元醇包括丙三醇、正丁醇和戊醇中的一种或多种。
[0013]进一步地，所述有机配位体包括甘露醇、葡萄糖酸钠、乳酸和柠檬酸中的一种或多
种。
[0014]进一步地，所述碱溶液包括氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种。
[0015]一种重建井筒压裂用交联剂的制备方法，包括如下步骤：
[0016]步骤1：将水与多元醇配置成溶液，加入装有搅拌器、回流冷凝管以及漏斗的三口烧瓶中，加热搅拌回流，升温至第一温度，得到第一混合物。
[0017]步骤2：将多元醇溶液与硼化合物混合，在搅拌条件下加入碱溶液，得到第二混合物。
[0018]步骤3：将有机配位体与第二混合物混合，在第二温度下搅拌，冷却后得到交联剂。
[0019]进一步地，步骤1中，在水浴锅中将第一混合物升温至第一温度，所述第一温度为40～60℃。
[0020]进一步地，步骤2中，搅拌器的搅拌速率为50～200r/min，在第一温度下搅拌2～4h。
[0021]进一步地，所述步骤3中，加入有机配位体后，在水浴锅中升温至第二温度，在第二温度下搅拌3～5h，所述搅拌速率为200～300r/min，所述第二温度为70～90℃。
[0022]一种重建井筒压裂用交联剂应用于胍胶压裂液，包括如下重量份数的组分：0.002～0.004份羟丙基胍胶；0.002～0.004份所述交联剂；0.003～0.005份pH调节剂；0.001～0.003份杀菌剂；0.001～0.005份粘土稳定剂；0.001～0.005份助排剂，其余为水。
[0023]本专利技术所制备的重建井筒压裂用交联剂，硼砂水解后与有机配位体发生络合反应，有机配位体为甘露醇、葡萄糖酸钠、乳酸、柠檬酸、三乙醇胺中的一种或多种，在60～90℃下进行反应，生成交联剂，具体情况如下：
[0024]第一步：硼砂发生水解，生成硼酸与氢氧化钠：
[0025]Na2B7O4+2H2O
→
4H3BO3+2NaOH；
[0026]第二步：硼酸解离出硼酸根离子：
[0027][0028]第三步：硼酸根离子与有机配位体发生络合反应
[0029][0030]本专利技术所制备的重建井筒压裂用交联剂的作用机理为：
[0031]有机络合物发生多级电离，缓慢产生硼酸根离子，而后硼酸根离子与压裂液基液中聚糖分子链上的顺式邻位羟基作用，生成三维网状结构。本专利技术所制备的重建井筒压裂用交联剂中，过量有机配位体包裹在硼酸根离子周围，影响硼酸根离子释放，从而延缓硼酸根离子与聚糖分子链的交联，达到延迟交联目的。
[0032]本专利技术所制备的重建井筒压裂用交联剂交联时间可调原理为：
[0033]压裂液中聚糖分子链上的顺式邻位羟基与有机配位体对硼酸根离子产生争夺，有机配位体与硼酸根离子的结合取决于溶液pH值，根据水平井不同垂深，可对交联时间进行调整。调整pH值所用溶剂为氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或多种。
[0034]本专利技术的有益效果如下：
[0035]1.应用本专利技术的技术方案，可实现延迟交联，降低泵送过程中沿程摩阻；
[0036]2.可调整交联时间，根据水平井不同垂深，通过改变配置时组合物加量控制交联时间，具有普适性；
[0037]3.有效降低胍胶使用浓度，在保证压裂液性能正常的情况下，降低胍胶使用浓度，减少压裂液残渣含量，降低储层伤害，同时，减少胍胶使用量，有助于达到降本增效的目的。
附图说明
[0038]图1为专利技术中交联剂与羟丙基瓜胶85℃，170s
‑1条件下交联流变曲线；
[0039]图2为专利技术中交联剂与羟丙基瓜胶120℃，170s
‑1条件下交联流变曲线。
具体实施方式
[0040]为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。
[0041]一种重建井筒压裂用交联剂及胍胶压裂液制备方法，包括以下步骤：
[0042]实施例1
[0043]1.配制交联剂
[0044](1)在装有搅拌器、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中，加入100ml水，15ml乙二醇，搅拌均匀，得到第一混合物。
[0045](2)将第一混合物在水浴锅中加热至40℃，转速调整为100r/mi本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重建井筒压裂用交联剂，其特征在于：包括如下重量份数的组分：硼化合物：15
‑
25份、液态多元醇：10
‑
20份、质量浓度为10
‑
20％的碱溶液：15
‑
20份、有机配位体：20
‑
25份、水：1000份。2.根据权利要求1所述的一种重建井筒压裂用交联剂，其特征在于：所述硼化合物包括硼砂和硼酸中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的一种重建井筒压裂用交联剂，其特征在于：所述液态多元醇包括丙三醇、正丁醇和戊醇中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种重建井筒压裂用交联剂，其特征在于：所述有机配位体包括甘露醇、葡萄糖酸钠、乳酸和柠檬酸中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的一种重建井筒压裂用交联剂，其特征在于：所述碱溶液包括氢氧化钠、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种或多种。6.一种重建井筒压裂用交联剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将水与多元醇配置成溶液，加入装有搅拌器、回流冷凝管以及漏斗的三口烧瓶中，加热搅拌回流，升温至第一温度，得到第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁发勇，豆瑞杰，闫秀，钟涛，李强，
申请(专利权)人：中石化江汉石油工程有限公司中石化江汉石油工程有限公司井下测试公司，
类型：发明
国别省市：