[发明专利]一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂及其制备方法

说明书

本发明涉及高效胶凝剂合成领域的一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂及其制备方法。所述多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂，包含有聚磷酸酯中间体和混合醇；其中，所述混合醇包含有一元醇和双季戊四醇；所述聚磷酸酯中间体与一元醇、双季戊四醇的重量份数比为155～195:95～100:2～6。所述多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂还可包含偶联剂；本发明的多元醇增效剂以极少用量加入到混合醇中可以较大程度提高胶凝剂的交联速率，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及高效胶凝剂合成领域，更进一步说，涉及一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂及其制备方法。

背景技术

现阶段，在低碳烃压裂液胶凝剂的合成中，极少涉及多元醇的使用，偶有出现，亦是作为混合醇的组分之一，与普通一元醇共同用于磷酸酯的合成。公开号为CN105154056A的中国专利描述了一种适用于非常规储层的LPG无水压裂液制备方法与应用，其磷酸酯胶凝剂是由磷酸酯中间体与C2～C18中的一元醇、二元醇、多元醇或其混合物在一定条件下发生酯化反应制得的。该专利所描述的磷酸酯胶凝剂的制备方法为：(1)磷酸三乙酯和磷酸在80℃～95℃条件下以正庚烷、二甲苯、甲苯或者它们的混合物作为溶剂反应2～4个小时生成聚磷酸酯中间体；(2)将步骤(1)中的聚磷酸酯中间体与C2～C18的一元醇、二元醇、多元醇或者它们的混合物在120℃～135℃条件下反应4～6个小时生成磷酸酯胶凝剂。在此项技术中，多元醇作为混合醇的组分之一，与普通一元醇和二元醇共同用于磷酸酯的合成，但未对多元醇的种类及用量对胶凝剂性能的影响进行研究。

国际市场方面，低碳烃压裂液已达到工业化应用。就国内市场而言，低碳烃压裂液尚处在实验室研究阶段，其主要问题在于交联速率缓慢，难以满足现场连续混配的需求。

在之前的工作中已合成可快速交联的低碳烃压裂液用胶凝剂，以石油醚为基液时，3min内粘度可达100mPa·s，与之前报道的胶凝剂相比有了很大程度提高。经过研究发现，双季戊四醇可提高胶凝剂的交联速率，起到增效的作用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂。具体地说涉及一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂及其制备方法。

本发明涉及的增效剂的化学成分为双季戊四醇，其在胶凝剂合成中的添加可以较大程度提高胶凝剂的交联速率。

本发明目的之一是提供一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂，包含有聚磷酸酯中间体和混合醇；其中，所述混合醇包含有一元醇和双季戊四醇；所述聚磷酸酯中间体与一元醇、双季戊四醇的重量份数比为(155～195):(95～100):(2～6)，优选为(165～185):(95～100):(2～4)，进一步优选(165～185):(95～100):(2～3.5)。

所述一元醇可选自乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正辛醇、正癸醇、正十二醇、正十四醇、正十六醇、和正十八醇中的至少一种。所述一元醇可优选自乙醇、正丁醇、正辛醇、正癸醇、正十二醇、正十六醇、正十八醇中的至少一种。

所述的一种多元醇增效的低碳烃压裂液胶凝剂，还可包含偶联剂；其中，所述聚磷酸酯中间体：一元醇：双季戊四醇:偶联剂的重量比为(155～195):(95～100):(2～6):(0～10)，优选为(155～195):(95～100):(2～4):(0～8)；更优选为(155～195):(95～100):(2～4):(1～8)；进一步优选为(165～195):(95～100):(2～4):(1～8)。

所述偶联剂可选自硫酸铝、硝酸铝、氯化铝中的至少一种。

通过查阅文献及探索性实验，所述聚磷酸酯中间体可由包括以下步骤在内的方法制备而成：

将100～120重量份磷酸三乙酯和50～70重量份五氧化二磷混合均匀，85～95℃下反应5～8h后降至室温即得到聚磷酸酯中间体。