一种能与CJ2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种CJ2-9稠化剂形成交联冻胶的酸性压裂液的交联剂及其制备方法。目前国内外绝大多数储集层的压裂侧重选用水基压裂液，体系pH值高，与地层离子相遇后存在潜在的地层伤害。本发明由三氧化二铬140~152份，浓度为20%的硫酸溶液1500~2000份，磺基水杨酸660~800份，乙二胺100~200份，有机酸300~600份组成，在带搅拌器的密闭容器中加入20%的硫酸溶液，启动搅拌器，缓慢加入三氧化二铬后，搅拌30分钟，然后升温至50℃加入磺基水杨酸，保持这一温度反应1小时后升温至70℃，加入100份乙二胺，保持温度下反应2小时，然后依次加入有机酸，反应1小时形成橙黄色均相液体即酸性交联剂。本发明避免了添加剂与地层吸附，从而改变岩石润湿性；确保了添加剂性能在地层的实现。

说明书

技术领域

本发明涉及通过化学反应合成一种CJ2-9稠化剂形成交联冻胶的酸性压裂液的交联剂及其制备方法。 

技术背景

由于技术的可靠性和经济性，目前国内外绝大多数储集层的压裂侧重选用水基压裂液，长庆油田也不例外，常规水基压裂液主要采用瓜尔胶系列的碱性交联体系，其存在以下几个方面的不足： 

①体系pH值高，与地层离子相遇后存在潜在的地层伤害；

②配套的主要是阳离子添加剂，易产生吸附，引起地层岩石润湿性转变和添加剂性能降低；

③体系残渣含量高，一般在300mg/l以上。

上述因素较大地影响了压裂改造效果，尤其对于碱敏地层其对储层伤害会更大。 

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种能与CJ2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂及其制备方法，交联剂能够实现避免碱性条件下形成沉淀的二次伤害以及避免添加剂与地层吸附，改变岩石的润湿性缺点，完成对储层的改造，提高改造效果。 

为解决上述的技术问题，本发明采取的技术方案： 

一种能与CJ2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂，其特殊之处在于：由以下物质按照重量份组成：

三氧化二铬                        140~152份

浓度为20%的硫酸溶液             1500 ~2000份

磺基水杨酸                        660 ~800份

乙二胺                            100 ~200份

有机酸                            300 ~600份。

上述的有机酸采用1%的水溶液的pH小于3的有机羧酸。 

上述的有机酸为有甲酸或醋酸。 

一种能与CJ2-9稠化剂形成交联冻胶的交联剂的制备方法，其特征在于：所述的交联剂的制备方法：在带搅拌器的密闭容器中加入20%的硫酸溶液，启动搅拌器，缓慢加入三氧化二铬后，搅拌30分钟，然后升温至50℃加入磺基水杨酸，保持这一温度反应1小时后升温至70℃，加入100份乙二胺，保持温度下反应2小时，然后依次加入有机酸，反应1小时形成橙黄色均相液体，即为酸性交联剂。 

与现有技术相比，本发明的有益效果： 

1）本发明中的交联剂能在酸性环境下使用，进入地层后储层内的粘土物质不易膨胀；

2）本发明中的交联剂与稠化剂形成的压裂液，是阴离子体系，避免了添加剂与地层吸附，从而改变岩石润湿性；确保了添加剂性能在地层的实现。

3）本发明的交联剂与稠化剂等添加剂形成压裂液体系，是软酸性，避免了与地层钙镁离子形成二次沉淀。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。 

本发明由以下物质按照重量份组成： 

三氧化二铬                        140~152份

浓度为20%的硫酸溶液             1500 ~2000份

磺基水杨酸                        660 ~800份

乙二胺                            100 ~200份

有机酸                            300 ~600份

上述的有机酸采用1%的水溶液的pH小于3的有机羧酸。

上述的有机酸为有甲酸或醋酸。 

本发明的制备方法：在带搅拌器的密闭容器中加入20%的硫酸溶液，启动搅拌器，缓慢加入三氧化二铬后，搅拌30分钟，然后升温至50℃加入磺基水杨酸，保持这一温度反应1小时后升温至70℃，加入100份乙二胺，保持温度下反应2小时，然后依次加入有机酸，反应1小时形成橙黄色均相液体，即为酸性交联剂。 

实施例1： 

按照重量份配比以下物质：

三氧化二铬                        140份

浓度为20%的硫酸溶液              1500份

磺基水杨酸                        660份

乙二胺                            100份

甲酸                              30份

按照上述重量份配比各物质后，在带搅拌器的密闭容器中加入20%的硫酸溶液，启动搅拌器，缓慢加入三氧化二铬后，搅拌30分钟，然后升温至50℃加入磺基水杨酸，保持这一温度反应1小时后升温至70℃，加入100份乙二胺，保持温度下反应2小时，然后依次加入甲酸，反应1小时形成橙黄色均相液体，即为酸性交联剂。

实施例2： 

按照重量份配比以下物质：

三氧化二铬                        146份

浓度为20%的硫酸溶液              1750份

磺基水杨酸                        730份

乙二胺                            150份

醋酸                              450份

按照上述重量份配比各物质后，在带搅拌器的密闭容器中加入20%的硫酸溶液，启动搅拌器，缓慢加入三氧化二铬后，搅拌30分钟，然后升温至50℃加入磺基水杨酸，保持这一温度反应1小时后升温至70℃，加入100份乙二胺，保持温度下反应2小时，然后依次加入醋酸，反应1小时形成橙黄色均相液体，即为酸性交联剂。

实施例3： 

按照重量份配比以下物质：

三氧化二铬                        152份

浓度为20%的硫酸溶液              2000份

磺基水杨酸                        800份

乙二胺                            200份

甲酸                              600份

按照上述重量份配比各物质后，在带搅拌器的密闭容器中加入20%的硫酸溶液，启动搅拌器，缓慢加入三氧化二铬后，搅拌30分钟，然后升温至50℃加入磺基水杨酸，保持这一温度反应1小时后升温至70℃，加入100份乙二胺，保持温度下反应2小时，然后依次加入甲酸，反应1小时形成橙黄色均相液体，即为酸性交联剂。

采用实施例2制得的酸性交联剂按照标准SY-T6216-1996压裂用交联剂性能规定的技术要求，进行检测,检验报告如下： 

序号检验项目单位检验结果1外 观/ 黄绿色均匀液体2密 度 （30℃）g/cm³1.1303pH 值/3.04水溶性/与水互溶5交联性能/能与CJ2-9稠化剂形成可用玻璃棒挑挂的冻胶

该交联剂是CJ2-9酸性压裂液的交联剂，其中先配置液体A（0.6%CJ2-9稠化剂+pH调节剂把该溶液调整到pH值4）；该交联剂可以与溶液A交联形成冻胶，现在市面上销售的有机硼交联剂、有机锆交联剂与该溶液形成不了冻胶。该交联剂与溶液A形成的冻胶已经在长庆油田压裂施工200余口井，由于该体系属于弱酸性，防止了碱性二次沉淀。形成的该压裂液具有残渣含量低小于300mg/L，压裂液体耐温可达120℃。