本發(fā)明屬于石油開(kāi)采，具體涉及一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、壓裂技術(shù)作為一種重要的增產(chǎn)手段，被廣泛應(yīng)用于低滲、特低滲油氣藏儲(chǔ)層改造中。壓裂過(guò)程中，壓裂液作為關(guān)鍵材料，其性能直接影響壓裂效果及油氣產(chǎn)量。交聯(lián)劑作為壓裂液的重要組成部分，對(duì)壓裂液的流變性能、耐溫性能及破膠性能等具有重要影響，它通過(guò)交聯(lián)稠化劑形成高粘度的凍膠，達(dá)到造縫和攜砂的目的。壓裂液的性能是壓裂作業(yè)效果的關(guān)鍵因素，好的壓裂液應(yīng)該具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以控制交聯(lián)速度，實(shí)現(xiàn)延遲交聯(lián)，提高耐溫能力，滿足不同地層溫度作業(yè)的要求。

2、cn106800927a公開(kāi)了一種胍膠壓裂液交聯(lián)劑，包括第一組分和第二組分，第一組分包括多羥基化合物、硼酸和有機(jī)胺，第二組分包括無(wú)機(jī)堿、金屬離子絡(luò)合劑和水；第一組分和第二組分重量比是1:4-5:2。該發(fā)明提供了該交聯(lián)劑的制備方法，包括：制備第一組分：室溫下將多羥基化合物加入到第一反應(yīng)釜，攪拌下加入硼酸，升溫至43-53℃，恒溫25-35分鐘，向第一反應(yīng)釜中加入有機(jī)胺，控制反應(yīng)溫度為55-65℃，恒溫25-35分鐘，冷卻至室溫得到第一組分；制備第二組分：將水加入到第二反應(yīng)釜中，攪拌下加入金屬離子絡(luò)合劑至全部溶解，向第二反應(yīng)釜中分批加入無(wú)機(jī)堿，控制反應(yīng)溫度低于70℃，攪拌反應(yīng)至溶液澄清，冷卻至室溫得到第二組分。該發(fā)明還提供了采用該交聯(lián)劑的胍膠壓裂液。但是該發(fā)明交聯(lián)劑只能針對(duì)植物膠特別是羥丙基胍膠進(jìn)行作用，對(duì)聚丙烯酰胺無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的交聯(lián)，限制了其應(yīng)用范圍。

3、cn104560003a公開(kāi)了一種有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑，屬于油田壓裂液技術(shù)領(lǐng)域。為解決現(xiàn)有的有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑以昂貴的有機(jī)鋯絡(luò)合物為原料進(jìn)行制備，提高了有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑的原料成本高，降低了其經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題，該發(fā)明提供一種有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑，其配方為：無(wú)機(jī)鋯鹽1份；水2-4份；異丙醇3-6份；無(wú)機(jī)硼化合物0.4-1份；甲醇4-20份；多元醇2-4份；α-羥基羧酸鈉1-2份；三乙醇胺1-2份；四羥丙基乙二胺0.5-1份。該發(fā)明提供的有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑，利用便宜的無(wú)機(jī)鋯鹽為原料，大大節(jié)約了成本，有利于有機(jī)硼鋯交聯(lián)劑的市場(chǎng)化和在抗高溫壓裂液體系中的廣泛應(yīng)用。根據(jù)提供的粘溫曲線，該發(fā)明的交聯(lián)劑壓裂液經(jīng)過(guò)80min的剪切，粘度低于100mpa?s，抗剪切力需要進(jìn)一步提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明的交聯(lián)劑具有交聯(lián)時(shí)間可控、交聯(lián)效果好和抗菌能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明的目的之一公開(kāi)了一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑，所述有機(jī)鋯交聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)式為：

3、、和

4、中的一種或幾種。

5、本發(fā)明另一個(gè)目的公開(kāi)了一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑的制備方法，所述制備方法的具體步驟如下：

6、（1）在反應(yīng)器中加入四氯化鋯和三甘醇，攪拌反應(yīng)30-60min，加熱到60-65℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)30-60min；

7、（2）在上述反應(yīng)器中加入4-氨基吡啶，加熱到65-70℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)60-120min；

8、（3）降溫到40℃以下，加入乙醇，用氨水調(diào)節(jié)ph7-8，得到產(chǎn)品有機(jī)鋯交聯(lián)劑。

9、在本發(fā)明中，優(yōu)選地，基于1摩爾份的四氯化鋯，所述三甘醇、4-氨基吡啶分別為1.6-4.4摩爾份、1.6-2.4摩爾份。

10、在本發(fā)明中，優(yōu)選地，基于1質(zhì)量份的四氯化鋯，所述乙醇為2-2.5質(zhì)量份。

11、本發(fā)明有機(jī)鋯交聯(lián)劑的合成反應(yīng)方程式如下：

12、

13、

14、或

15、

16、或

17、

18、?或

19、或

20、

21、本發(fā)明第三個(gè)目的公開(kāi)了上述有機(jī)鋯交聯(lián)劑在油田壓裂中的應(yīng)用。

22、本發(fā)明的有機(jī)鋯交聯(lián)劑為延遲型有機(jī)鋯交聯(lián)劑，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)胍膠和聚丙烯酰胺交聯(lián)。本發(fā)明含有大量的羥基，可以與鋯原子形成共價(jià)鍵、并發(fā)生多核羥橋絡(luò)合，本發(fā)明含有大量的氨基，可以與鋯原子發(fā)生配位反應(yīng)，使得鋯原子較難從分子中釋放出來(lái)，因而本發(fā)明具有延遲交聯(lián)的作用。氨基吡啶具有殺菌作用，因而本發(fā)明具有抗菌作用。

23、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

24、（1）本發(fā)明有機(jī)鋯交聯(lián)劑交聯(lián)時(shí)間范圍寬，可以控制在70-510s之間；

25、（2）本發(fā)明交聯(lián)劑作用后的壓裂液粘度較高，70℃粘度可以達(dá)到810?mpa?s；

26、（3）本發(fā)明交聯(lián)劑作用后的壓裂液有較強(qiáng)的耐菌作用，30℃放置48h后粘度保持率最高可以達(dá)到98.1%。

技術(shù)特征：

1.一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法的具體步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法，其特征在于，基于1質(zhì)量份的四氯化鋯，所述乙醇為2-2.5質(zhì)量份。

3.一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑，其特征在于，所述有機(jī)鋯交聯(lián)劑的分子結(jié)構(gòu)式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述有機(jī)鋯交聯(lián)劑在油田壓裂中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有機(jī)鋯交聯(lián)劑及其制備方法與應(yīng)用。所述制備方法如下：在反應(yīng)器中加入四氯化鋯和三甘醇，攪拌反應(yīng)30?60min，加熱到60?65℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)30?60min；在上述反應(yīng)器中加入4?氨基吡啶，加熱到65?70℃，繼續(xù)保溫反應(yīng)60?120min；降溫到40℃以下，加入乙醇，用氨水調(diào)節(jié)pH7?8，得到產(chǎn)品有機(jī)鋯交聯(lián)劑。本發(fā)明的交聯(lián)劑具有交聯(lián)時(shí)間可控、交聯(lián)效果好和抗菌能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉西嶺,戰(zhàn)廣聚,孫志剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東營(yíng)眾悅石油科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30