[发明专利]一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂及其合成工艺和应用

说明书

本发明涉及一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂及其合成工艺和应用。主要解决现有使用交联剂配制的植物胶压裂液瓜尔胶用量高、残渣含量的问题。其特征在于：该交联剂包括以下组分：无机碱、硼砂、葡萄糖、乙二醛、山梨醇及余量的水；其成工艺包括：（1）将去离子水、氢氧化钠混合加热反应；（2）向步骤(1)的溶液中依次加入硼砂；葡萄糖；（3）向步骤(2)的溶液中加入乙二醛、山梨醇后密闭加热反应，反应一定时间后，并水冷至室温，得到产物。该交联剂突破了中高温井用压裂液现有最小瓜尔胶粉的浓度配比极限，采用此交联剂与低于0.2%的植物胶稠化剂可形成可调挂的冻胶，其形成的80～100℃压裂液体系抗剪切能力可达到行业标准要求，残渣含量低。

技术领域：

本发明涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂及其合成工艺和应用。

背景技术：

压裂液是压裂技术中最重要组成部分，其性能直接影响压裂效率及压后产能。植物胶压裂液由瓜尔胶粉、交联剂及其他添加剂组成，是压裂工艺中最常见的压裂液之一，具有低摩阻、稳定性好、携砂能力强等特点。压裂液破胶液对储层的伤害主要为：水锁效应、黏土矿物的膨胀和颗粒运移、吸附滞留、储层润湿性改变、残渣堵塞孔道、残渣形成滤饼。由此可见压裂液残渣含量对储层有一定伤害，并影响压裂效果。而压裂液体系中残渣的来源为瓜尔胶，有效的降低压裂液体系中瓜尔胶的用量，即可减少残渣含量。

硼交联压裂液具有黏弹性好、耐剪切的优点，广泛应用在压裂液体系中，目前国内研制的有机硼交联剂，在80℃～100℃压裂液体系中，需要的瓜尔胶粉用量一般为0.28％～0.40％。

发明内容：

本发明目的在于克服背景技术中存在的现有使用现有交联剂配制的植物胶压裂液瓜尔胶用量高、残渣含量高、施工成本高的问题，而提供一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂。采用该交联剂形成的压裂液体系，具有携砂性能好、残渣含量低的优点，既能降低单井施工中瓜尔胶的用量，又能减少地层伤害，突破了国内80℃～100℃中高温井用压裂液现有最小瓜尔胶粉的浓度配比极限。本发明提供了一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂的合成工艺和应用。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂，包括以下组分：无机碱、硼砂、葡萄糖、乙二醛、山梨醇及余量的水。

优选的，所述水为去离子水；所述无机碱为氢氧化钠。

优选的，所述组分按质量百分比配比如下：4.8％～5.1无机碱、20.5～21.1％硼砂、15.3％～15.8％葡萄糖、2.5％～3.1％乙二醛、3.2％～3.6％山梨醇及余量的水。

本发明第二方面提供一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂合成工艺，包括以下步骤：

(1)按比例将去离子水、氢氧化钠混合，加热反应，搅拌至溶液均匀；

(2)保持反应温度不高于80℃；

(3)按比例向步骤(1)的溶液中加入硼砂，混合搅拌至溶解；

(4)按比例向步骤(3)的溶液中加入葡萄糖，混合搅拌至溶解；

(5)按比例向步骤(4)的溶液中加入乙二醛、山梨醇后密闭加热反应，反应一定时间后，并水冷至室温，得到产物。

优选的，步骤(1)加热反应温度控制在75℃～80℃。密闭反应条件是在80℃的下反应180min。

优选的，步骤(5)密闭反应条件是在80℃的下反应180min。

本发明第三方面提供一种超低浓度植物胶压裂液用交联剂在植物胶压裂液中的应用。

优选的，超低浓度植物胶压裂液用交联剂用量为0.25％～0.35％。