[发明专利]一种铝钛复合交联剂及其制备方法和应用、瓜尔胶酸性压裂液体系

说明书

本发明提供了一种铝钛复合交联剂及其制备方法和应用、瓜尔胶酸性压裂液体系，属于交联剂技术领域。本发明提供了一种铝钛复合交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机高分子铝盐1～15份、钛酸酯1～5份、有机酸1～10份、三乙醇胺1～15份、醋酸1～15份和水50～80份，所述有机酸为乳酸、酒石酸或葡萄糖酸。本发明利用无机高分子铝盐、钛酸酯和各种配体(有机酸和三乙醇胺)通过配位(络合)反应形成了高分子铝钛复合交联剂，可以增大交联剂的分子尺寸，有效降低酸性压裂液瓜尔胶的使用浓度，延缓交联时间，提高压裂液的耐温耐剪切能力。

技术领域

本发明涉及交联剂技术领域，尤其涉及一种铝钛复合交联剂及其制备方法和应用、瓜尔胶酸性压裂液体系。

背景技术

酸性压裂液是针对改造碳酸盐岩(包括石灰岩、白云岩、白云质灰岩等)储层的重要增产措施之一。酸性环境可有效地抑制因粘土表面的负电性而引起膨胀运移，减轻对储层伤害，对油气田开发的持续增产有非常重要的意义。

现有技术中的瓜尔胶酸性交联剂一般是由小分子铝盐或锆盐合成而成，交联时间通常比较短，在泵注过程中会较快地形成高粘度的冻胶，造成管道摩阻快速上升，形成的压裂液耐温性能差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝钛复合交联剂及其制备方法和应用、瓜尔胶酸性压裂液体系。含有本发明制得的铝钛复合交联剂的压裂液具有耐温耐剪切能力好的特性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种铝钛复合交联剂，由包括以下重量份数的原料制备得到：无机高分子铝盐1～15份、钛酸酯1～5份、有机酸1～10份、三乙醇胺1～15份、醋酸1～15份和水50～80份，所述有机酸为乳酸、酒石酸或葡萄糖酸。

优选地，所述的铝钛复合交联剂由包括以下重量份数的原料制备得到：无机高分子铝盐10份、钛酸酯3份、有机酸5份、三乙醇胺8份、醋酸15份和水60份，所述有机酸为乳酸。

优选地，所述无机高分子铝盐为聚合氯化铝或聚合硫酸铝。

优选地，所述铝钛复合交联剂的pH值为1.0～3.0。

优选地，所述钛酸酯为钛酸四异丙酯或钛酸四异丁酯。

本发明还提供了上述技术方案所述的铝钛复合交联剂的制备方法，包括以下步骤：

将水、有机酸、三乙醇胺和无机高分子铝盐混合进行第一配位反应，得到高分子铝配位产物；

将钛酸酯和三乙醇胺混合进行第二配位反应，得到钛配位产物；

将所述钛配位产物、高分子铝配位产物和醋酸混合，得到所述铝钛复合交联剂。

优选地，所述第一配位反应和第二配位反应的温度独立地为20～70℃，时间独立地为1～4h。

本发明还提供了上述技术方案所述的铝钛复合交联剂或上述技术方案所述的制备方法制得的铝钛复合交联剂在瓜尔胶酸性压裂液体系中的应用。

本发明还提供了一种瓜尔胶酸性压裂液体系，包括羧甲基羟丙基瓜尔胶、上述技术方案所述的铝钛复合交联剂或上述技术方案所述的制备方法制得的铝钛复合交联剂、黏土稳定剂、助排剂和水。

优选地，所述瓜尔胶酸性压裂液体系中羧甲基羟丙基瓜尔胶的质量百分含量为0.2～0.6％，铝钛复合交联剂的质量百分含量为0.1～1％，黏土稳定剂的质量百分含量为0.3～0.5％，助排剂的质量百分含量为0.2～0.5％。