[发明专利]制备硼锆酸酯溶液的方法和在水力压裂流体中作为交联剂的用途

权利要求书

1.制备适于在压裂液中用于交联的硼锆酸酯络合物溶液的方法，所述方法包括：(a)用链烷醇胺以每摩尔锆2至10摩尔链烷醇胺的比率接触锆络合物以形成第一混合物；(b)用水以每摩尔锆约2至10摩尔水和用每摩尔锆0至2摩尔羟基亚烷基二胺的比率接触第一混合物以形成第二混合物；(c)在25℃至90℃的温度下，在醇中用每摩尔锆1至4摩尔硼化合物接触所述第二混合物一段足以稳定所得的硼锆酸酯溶液的时间。

2.权利要求1的方法，其中在步骤(b)中每摩尔锆加入0.1至2摩尔羟基亚烷基二胺以形成第二混合物。

3.权利要求1或2的方法，其中所述羟基亚烷基二胺为N，N，N′，N′-四(2-羟基异丙基)1，2-乙二胺；所述锆络合物为锆酸四烷基酯，所述锆酸四烷基酯选自锆酸四异丙基酯、锆酸四正丙基酯、和锆酸四正丁基酯；链烷醇胺选自三乙醇胺、三丙醇胺、三异丙醇胺、二异丙醇胺、以及它们中的两种或更多种的混合物；并且所述硼化合物选自硼酸、碱金属硼酸盐、碱土金属硼酸盐和聚合硼酸盐化合物。

4.权利要求1、2或3的方法，其中所述硼化合物为硼酸。

5.交联组合物，所述交联组合物包含含水液体；pH缓冲剂；可交联的有机聚合物；和硼锆酸酯溶液，所述溶液由包括以下步骤的方法制备：(a)用链烷醇胺以每摩尔锆2至10摩尔链烷醇胺接触锆络合物以形成第一混合物；(b)用水以每摩尔锆约2至10摩尔水和用每摩尔锆0至2摩尔羟基亚烷基二胺的比率接触第一混合物以形成第二混合物；(c)在25℃至90℃的温度下，在醇中用每摩尔锆1至4摩尔硼化合物接触所述第二混合物一段足以稳定所得的硼锆酸酯溶液的时间。

6.权利要求5的组合物，其中在步骤(b)中每摩尔锆加入0.1至2摩尔羟基亚烷基二胺以形成第二混合物。

7.权利要求5或6的组合物，其中所述羟基亚烷基二胺为N，N，N′，N′-四(2-羟基异丙基)1，2-乙二胺；所述含水液体为水、含水的甲醇、含水的乙醇、氯化钾的水溶液、四甲基氯化铵的水溶液、或它们的两种或更多种的组合；所述有机聚合物为羟乙基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、羧乙基羟乙基瓜尔胶、羧甲基羟丙基瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羧甲基纤维素或羧甲基羟乙基纤维素。

8.水力压裂地下地层的方法，所述方法包括以足以在地层中产生、重新打开和/或延长一个或多个裂缝的流量和压力向地层中引入交联组合物，所述交联组合物包含含水液体；pH缓冲剂；可交联的有机聚合物和硼锆酸酯络合物溶液，其中所述溶液由包括以下步骤的方法制备：(a)用链烷醇胺以每摩尔锆2至10摩尔链烷醇胺的比率接触锆络合物以形成第一混合物；(b)用水以每摩尔锆约2至10摩尔水和用每摩尔锆0至2摩尔羟基亚烷基二胺的比率接触第一混合物以形成第二混合物；(c)在25℃至90℃的温度下，在醇中用每摩尔锆1至4摩尔硼化合物接触所述第二混合物一段足以稳定所得的硼锆酸酯溶液的时间。

9.权利要求8的方法，其中用井筒穿透所述地下地层；

通过将可交联的有机聚合物与含水液体混合来制备基底凝胶；

硼锆酸酯络合物溶液、基底凝胶、或二者还包含pH缓冲剂；

在所述井筒中用基底凝胶接触硼锆酸酯络合物溶液以产生交联的凝胶，和

将所述交联凝胶从所述井筒引入到所述地层中。

10.选择性地堵塞地下地层中的渗透区和裂漏的方法，所述方法包括向渗透区或地下裂漏位点处引入交联组合物，所述交联组合物包含含水液体；pH缓冲液、可交联的有机聚合物；和硼锆酸酯络合物水溶液，其包含含水液体；pH缓冲剂；可交联的有机聚合物，和硼锆酸酯络合物溶液，其中所述溶液由包括以下步骤的方法制备：(a)用链烷醇胺以每摩尔锆2至10摩尔链烷醇胺的比率接触锆络合物以形成第一混合物；(b)用水以每摩尔锆约2至10摩尔水和用每摩尔锆0.1至2摩尔羟基亚烷基二胺的比率接触第一混合物以形成第二混合物；(c)在25℃至90℃的温度下，在醇中用每摩尔锆1至4摩尔硼化合物接触所述第二混合物一段足以稳定所得的硼锆酸酯溶液的时间。

11.权利要求10的方法，其中在地层中的温度为275-325°F(135-163℃)，并且其中在制备硼锆酸酯络合物溶液的方法中，在步骤(b)中，每摩尔锆加入0.1至2摩尔羟基亚烷基二胺以形成第二混合物。