[发明专利]固体柠檬酸铝交联剂、其制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种固体柠檬酸铝交联剂、其制备方法及其应用。该制备方法包括以下步骤：将柠檬酸与聚合氯化铝进行反应，得到固体柠檬酸铝交联剂。该制备方法中，采用了聚合氯化铝作为铝源与柠檬酸进行反应。将聚合氯化铝与柠檬酸进行反应后，能够直接得到呈固态状的固体柠檬酸铝交联剂，这种固态状类似于泛潮的黏土状，不具备流动性。这就能够减少运输存储困难，避免后期干燥处理增加工序和成本。同时，上述方法所制备的固体柠檬酸铝交联剂中，铝离子含量能够达到3～8.5％，这有利于减少使用过程中交联剂的用量。此外，该交联剂与HPAM交联后形成的凝胶粘度能够达到12000mpa.s，这有利于提高油田调剖堵水效果。

技术领域

本发明涉及油田调剖堵水领域，具体而言，涉及一种固体柠檬酸铝交联剂、其制备方法及其应用。

背景技术

在油田开采中，油田开发逐渐进入了中高含水期。水流优势通道的发育导致注入水和聚合物沿高渗透层的窜进，会使注入液无效循环增加，从而使得驱油效果变差。为了改善驱油效果，通常需要进行油田调剖堵水作业。在众多的调剖堵水技术中，凝胶调剖堵水技术能够有效调整剖面，增加注入水波及体积，从而提高驱油效率。

在凝胶调剖堵水技术中，往往需要用到凝胶交联剂。常用的凝胶交联剂主要分为无机类和有机类，如乙酸铬和壳聚糖等。然而，乙酸铬和酚醛交联剂毒性大，具有强烈的刺激性气味。壳聚糖和聚乙烯亚胺成本高。这些因素均限制了上述凝胶交联剂的应用。

含铝交联剂具有缓慢交联、低毒性和低成本的特点，能够在油田调剖堵水中广泛应用。对于含铝交联剂的研究因此得到了众多研究者的重视：

美国专利(US Pat.3762476)中采用硫酸铝和柠檬酸三钠合成了柠檬酸铝交联剂，其交联剂溶液的pH值较低，易腐蚀设备，交联速度快。美国专利(US Pat.4,560,783和USPat.4,601,340)采用柠檬酸和偏铝酸钠合成液体的柠檬酸铝。

然而，上述几种方法合成的含铝交联剂均呈现液态，需要专门的容器存储，导致交联剂存储和运输困难，成本较高。同时，交联剂的有效浓度较低，使得应用到油田调剖堵水中时，凝胶的成胶过快，不利于油田深部调剖。

针对液体柠檬酸铝中铝离子浓度低，运输存储困难的缺陷。TL Feng等采用硝酸铝和柠檬酸固相制备柠檬酸铝(Timothy L.Feng,Patrick L.Gurian,Matthew D.Healy.“Aluminum Citrate:Isolate and Structural Characterization of a StableTrinuclear Complex,”Inorganic Chemistry)。但是该反应温度过高，交联剂中杂质较多，铝离子的有效浓度较低，影响实际应用。

此外，还有文献中合成溶液形式的柠檬酸铝交联剂后，通过蒸发、结晶、喷雾干燥得到固体的柠檬酸铝交联剂。然而，这种方法不可避免地会增加合成工序和成本，不利于工业化大规模生产。

综上所述，采用现有的方法制备的柠檬酸铝交联剂大多以溶液状的液体形式存在，其导致了运输存储困难、合成后干燥增加工序和成本等问题。在此基础上，有必要提供一种制备固体柠檬酸铝交联剂的方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种固体柠檬酸铝交联剂、其制备方法及其应用，以解决现有技术中因制备的柠檬酸铝交联剂大多为液体而导致的运输存储困难、合成后干燥会增加工序和成本的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种固体柠檬酸铝交联剂的制备方法，其包括以下步骤：将柠檬酸与聚合氯化铝进行反应，得到固体柠檬酸铝交联剂。