[发明专利]一种基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂及其制备方法和应用，属于油田压裂技术领域。本发明提供的基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂具有易分散的特征，在使用时，在搅拌剪切的作用下与增稠剂瓜尔胶溶液混合，由于油相的隔离，所以基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂不会与瓜尔胶分子立刻接触，避免了交联反应的快速发生，因此有充足的时间在瓜尔胶溶液中达到均匀的分散。传统的有机硼交联剂都是以水溶液形式存在，与瓜尔胶溶液混合时，二者立刻发生接触，在未达到均匀分散前即发生交联反应，造成局部形成冻胶。

技术领域

本发明涉及油田压裂技术领域，尤其涉及一种基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国低渗透油气储量在已探明油气储量中占很大的比例，这部分储量的有效开发对我国的能源安全具有重要的战略意义。目前，以水力压裂为代表的储层改造技术已经成为动用低渗透油气储量的核心技术。水力压裂施工需要使用压裂液造缝、携砂，因此压裂液的性能优劣对压裂施工的效果有重要的影响。瓜尔胶与硼酸及硼酸衍生物形成的冻胶体系，凭借成本低、易携砂、耐剪切等优点，一直以来都受到压裂作业者的青睐。但是瓜尔胶与硼形成的冻胶体系在实际施工中仍然存在一些问题。例如，交联反应发生过快，短时间内即可形成高粘冻胶，造成井口压力迅速攀升，增加了施工风险。

针对上述问题，通常都是采用多羟基有机配位体与硼元素络合，延缓交联反应发生速度。如中国专利CN103396780A公开了以有机醇(丙三醇等)与含硼化合物络合制备有机硼交联剂；中国专利CN108218904B公开了以树枝状大分子作为配体与硼络合。在实际应用过程中，这些有机硼交联剂是以水溶液的形式与瓜尔胶溶液混配，二者混合后，有机硼络合物与瓜尔胶分子立即发生接触，有机硼络合物在未达到均匀分散前即发生交联反应，造成局部形成冻胶。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂及其制备方法和应用。本发明提供的基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂以“油包水”反相乳液形式存在，在与增稠剂瓜尔胶溶液混合时，由于油相的隔离，所以有机硼交联剂不会与瓜尔胶分子立刻接触，避免了交联反应的快速发生，进而不会造成局部形成冻胶。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂，具有式I所示的结构：

其中M为其中*表示连接位点，n为10～10000，波浪线表示α或β两种构象。

优选地，所述的基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂具有式II或式III所示的结构：

式II中n为10～10000，式III中n为10～10000。

本发明还提供了上述技术方案所述的基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂的制备方法，包括以下步骤：

将烯丙基半乳糖苷与含硼化合物混合进行络合反应，得到具有式V所示结构的烯丙基含硼半乳糖苷单体，所述烯丙基半乳糖苷的结构如式IV所示：

将油相与乳化剂混合，得到油相液体；

将所述具有式V所示结构的烯丙基含硼半乳糖苷单体、亲水单体与水混合，得到单体水相液体，所述亲水单体为丙烯酸钠或丙烯酰胺；

将所述油相液体和单体水相液体混合，得到预乳液；

将所述预乳液与氧化还原引发剂混合，进行反相乳液聚合反应，得到所述基于烯丙基半乳糖苷的有机硼交联剂。

优选地，所述烯丙基半乳糖苷与含硼化合物中硼元素的摩尔比为0.1:1～10:1。