[发明专利]一种压裂液用硼交联剂及制法和由其制备的超低羟丙基胍胶浓度压裂液

说明书

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，更进一步说，涉及一种压裂液用硼交联剂及其制备的超低羟丙基胍胶浓度压裂液。

背景技术

随着国内外水平井分段压裂增产技术的不断增加，对羟丙基胍胶的需求量不断增大。胍胶原材料主要受国外控制，价格波动较大，降低羟丙基胍胶使用浓度，可以降低压裂液成本，平抑供求矛盾。

硼交联剂是目前使用最为广泛的水基压裂液用交联剂，然而传统硼交联剂在胍胶浓度大于0.36％才能实现交联。最近，中国专利CN102329602A公开了一种超低浓度压裂液体系，其公开的羟丙基胍胶浓度为0.3～0.35％，能使压裂液的耐温性能达到105℃，但是存在残渣含量高，而且耐温性能还需进一步提高。

中国专利CN102732244A公开了一种有机硼交联剂，可在羟丙基胍胶重量浓度0.15％～0.3％条件下实现有效交联，压裂液耐温性能50～120℃，但是还需要进一步降低羟丙基浓度，提高压裂液耐温性能。

因此，研发一种新型超低羟丙基胍胶冻胶用交联剂，并使其在低羟丙基胍胶浓度制得的压裂液体系具有良好的耐高温耐剪切性能，仍是本领域亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明致力于提供一种压裂液用硼交联剂及其制备的超低羟丙基胍胶浓度压裂液。利用此交联剂可以大幅度降低压裂液中的羟丙基胍胶浓度，并且此压裂液体系具有良好的耐温耐剪切性能。

本发明的目的之一在于提供一种压裂液用硼交联剂，利用其制得的冻胶体系，可以降低羟丙基胍胶压裂液的稠化剂浓度，从而降低压裂液成本和伤害。并且交联冻胶体系耐温为120℃，因此进一步降低了稠化剂使用量，提高了压裂液耐温性。

本发明的一种压裂液用硼交联剂，包含有以重量份数计的下列组分：

酰胺类化合物20～30份；

水40～60份，优选40～50份；

乙二醇50～100份；

硼酸13～25份，优选13～20份；

正丁醇20～30份；

醛类化合物30～40份。

其中，所述酰胺类化合物可选自N-乙基对甲苯磺酰胺、2-(三甲基硅基)乙磺酰胺、1,1-环己基二乙酸单酰胺、N-丁基苯磺酰胺中的至少一种。

所述醛类化合物可选自乙二醛、戊二醛、己二醛中的至少一种。

所述的压裂液用硼交联剂的制备方法可包括以下步骤：

步骤1)将所述正丁醇和所述乙二醇搅拌混合均匀，在搅拌条件下加入所述硼酸，用分水器进行分水，直到反应结束；

步骤2)将上述反应产物冷却到室温，向分离水后得到的混合物中加入所述酰胺类化合物，在110～130℃条件下搅拌反应至反应结束，一般为3～5小时；

步骤3)停止加热，在搅拌条件下加入所述水和乙二醇进行稀释；在得到的混合物中加入所述醛类化合物，搅拌均匀，室温静置放置12小时以上，得到所述压裂液用硼交联剂。其中，步骤1)所用乙二醇和步骤3)中所用乙二醇的重量比例为3:1～5:1。

本发明目的之二在于提供一种超低羟丙基胍胶浓度压裂液，以体积份数计，其包含有98.6～98.9份羟丙基胍胶水溶液，以及0.6～0.9份所述的压裂液用硼交联剂。

其中，所述羟丙基胍胶水溶液中羟丙基胍胶的重量浓度为0.15％～0.25％。

所述羟丙基胍胶水溶液中还可包括pH调节剂；

所述pH调节剂可为碳酸钠和碳酸氢钠混合物，其中，碳酸钠与碳酸氢钠可以任意比例混合，优选碳酸钠与碳酸氢钠的重量比为10：1；所述羟丙基胍胶水溶液pH值可调整为11。

所述羟丙基胍胶水溶液的制备方法可包括以下步骤：

按照水：羟丙基胍胶：KCl为100:(0.15～0.25):(1～2)的重量比，在搅拌条件下，在水中加入KCl，然后缓慢加入羟丙基胍胶，再加入pH调节剂，调pH值为11，搅拌后，得到羟丙基胍胶水溶液。

所述超低羟丙基胍胶浓度压裂液中还可包括杀菌剂，所述杀菌剂的用量以体积百分比计，占超低羟丙基胍胶浓度压裂液用量的0.3％～0.5％。

本发明提供的超低羟丙基胍胶浓度压裂液还可包括粘土稳定剂等本领域制备羟丙基胍胶类压裂液常用试剂。本发明所采用的的上述pH调节剂、粘土稳定剂、杀菌剂等，其添加量也可由本领域技术人员据情况进行调整。

所述的超低羟丙基胍胶浓度压裂液的制备方法，可包括下列步骤：向所述羟丙基胍胶水溶液中加入包含所述压裂液用硼交联剂在内的组分，搅拌混合均匀，即形成所述超低羟丙基胍胶浓度压裂液。