[发明专利]一种有机铝锆硼交联剂及其制备方法、酸性瓜尔胶压裂液

说明书

本发明提供了一种有机铝锆硼交联剂及其制备方法、酸性瓜尔胶压裂液，属于交联剂技术领域。本发明提供了一种有机铝锆硼交联剂的制备方法，包括以下步骤：将水、硫酸铝和二氯氧化锆混合，得到锆铝溶液；将所述锆铝溶液与三乙醇胺混合进行配位反应，得到配位产物；将所述配位产物依次与酒石酸、酸性物质和硼酸混合进行化学反应，得到所述有机铝锆硼交联剂。本发明在传统的酸性锆交联剂中引入铝、硼，同时引入了三乙醇胺，制得的有机铝锆硼交联剂具有优异的耐温性能，耐温能力高达170℃。

技术领域

本发明涉及交联剂技术领域，尤其涉及一种有机铝锆硼交联剂及其制备方法、酸性瓜尔胶压裂液。

背景技术

随着油气田压裂作业范围的持续增加，遇到的碱敏性地层也越来越多，此类地层适用酸性压裂液体系，以往也曾有该类体系压裂液，现有技术中的酸性交联剂耐温性能差，耐温最高仅能达到80℃，未见有耐温性能高于170℃的酸性交联剂的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机铝锆硼交联剂及其制备方法、酸性瓜尔胶压裂液。本发明提供的有机铝锆硼交联剂耐温能力高达170℃。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种有机铝锆硼交联剂的制备方法，包括以下步骤：

将水、硫酸铝和二氯氧化锆混合，得到锆铝溶液；

将所述锆铝溶液与三乙醇胺混合进行配位反应，得到配位产物；

将所述配位产物依次与酒石酸、酸性物质和硼酸混合进行化学反应，得到所述有机铝锆硼交联剂。

优选地，所述硫酸铝、二氯氧化锆、三乙醇胺、酒石酸和硼酸的质量比为1～10:1～5:1～5:1～5:1～5。

优选地，所述配位反应的温度为60～80℃，时间为30～90min。

优选地，所述化学反应的温度为60～80℃，时间为30～120min。

优选地，所述酸性物质为醋酸、盐酸或磷酸。

优选地，所述化学反应后还包括：向得到的化学反应产物中加入氯化钠，所述二氯氧化锆与氯化钠的质量比为1～5:3～5。

本发明还提供了上述技术方案所述的制备方法制得的有机铝锆硼交联剂。

优选地，所述的有机铝锆硼交联剂包括具有式I或式II所示结构的化合物：

本发明还提供了一种酸性瓜尔胶压裂液，包括瓜尔胶水溶液、上述技术方案所述的有机铝锆硼交联剂、防膨剂、助排剂、杀菌剂和交联促进剂，所述瓜尔胶水溶液的质量浓度为0.30％～0.65％，所述有机铝锆硼交联剂的质量为瓜尔胶水溶液质量的0.25％～1％，所述防膨剂的质量为瓜尔胶水溶液质量的0.3％～0.5％，所述助排剂的质量为瓜尔胶水溶液质量的0.2％～0.5％，所述交联促进剂的质量为瓜尔胶水溶液质量的0.2％～1％。

优选地，所述酸性瓜尔胶压裂液的pH值范围是：1.0～6.0。

本发明提供了一种有机铝锆硼交联剂的制备方法，包括以下步骤：将水、硫酸铝和二氯氧化锆混合，得到锆铝溶液；将所述锆铝溶液与三乙醇胺混合进行配位反应，得到配位产物；将所述配位产物依次与酒石酸、酸性物质和硼酸混合进行化学反应，得到所述有机铝锆硼交联剂。本发明在传统的酸性锆交联剂中引入铝、硼，同时引入了三乙醇胺，铝和硼酸以及酒石酸分子上的羟基发生化学反应，该结构再通过三乙醇胺与锆进行配位，得到一个配位结构的交联剂，制得的有机铝锆硼交联剂具有优异的耐温性能，耐温能力达到170℃。