压裂液用有机钛螯合物交联剂

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1、油田化学O口i1lfieldChemistry,,1998No3215一222压裂液用有机钦鳌合物交联剂赵以文(中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院分院)绍了有机铁蟹合物交联剂的化、、,、L提共本文介学组成性质交联机理比较了TITE7’iA和。,八月A三种不同类型的有机铁蟹合物及七种商品有机铁交联剂的衬温能力三种有机铁蟹合物中以,,,TITE蟹合物的衬温能力最强国内五种商品有机铁交联剂中以万庄l号及万庄2号对温能力最高但一。。,比国外的DX50耐温能力要低在现场试验中观测到的万庄1号有机铁交联剂的衬温能力与实验室实。浏结果一致主:*翅饲有机

2、钦鳌合物有机金属化合物交联剂压裂液交联反应机理半乳甘露聚糖植物胶耐热性月IJ台交联剂能使聚合物溶胶成为冻胶,从而大大提高压裂液粘度,满足压裂造缝和携砂的需.,;要交联剂同时又是决定压裂液耐温性能的主要因素因此交联剂‘还有稠化剂)是压裂液的关键成份。六十年代后期,交联压裂液即广泛用于油气井压裂.最先使用的植物胶水基压裂液的主要交联剂是硼砂.有机钦赘合物由于耐温能力比硼砂高,性能比硼砂好,1973年以后在国外逐,.,￡‘’渐取代硼砂成为植物胶压裂液的主要交联剂在我国有机钦交联剂的使用至今尚不很普遍。本文研究了有机钦鳌合物的组成、特性及其作为交联剂所产

3、生的耐温性等性能,比较、。考察了现有的七种商品有机钦交联剂的耐温性能有机钦赘合物的化学组成赘合物是络合物的一种特殊形式,由金属阳离子与含有两个或两个以上配位原子的多合配位体络合而成,为具有环状结构的配位化合物.有机钦鳌合物的化学式可近似地以下式表示‘”:M厂一一}1}一Z一Z人M一Z一Z:,Z一Z为含两个或多个电子式中M为正4价的氧化态过渡鑫属钦给予体(通常为氮或氧)原子的基团,配位连接于M,形成五或六个原子的环,A为一个或多个非赘合墓,其作用是:。作者通讯地址102801河北省廊坊市万庄石油勘探开发研究院分院215满足M的配位数。可与正,,4价

4、钦形成鳌合物的有机物甚多但作为压裂液交联剂的有机钦鳌合物最常使、一二酮8.‘+用的有机配位体为氨基醇日和碳原子达到个的多元淡酸Ti与这些配位体及非整合基的低分子烷基或经基生成不同的有机钦鳌合物.而经常使用的则是钦的三乙醇胺鳌合物TITE、钦的乙酞丙酮鳌合物TIAA及钦的乳酸鳌合物TILA。这三种鳌合物的大致结构式分别如下所示[21(ZZ237ZZOH)2HOHCHC)OCH(CHCH!l!ZZ,ZCHCHN一、Ti,NCHCH‘一0/—o一,{—OC3H—,一钦三乙醇胺鳌合物(TITE)3373CH0CHCH_。*_,eH一、,一。eH_eH一

5、eH,CH一CH二去子连}_。/o(一!一一{o7OCH一乙酞丙酮鳌合物(Ti钦—人人)‘OHONH-ONH!113二O=CCH3CH一CHC一。Ti,一O一CH,一。/。一,一{一二0H一钦乳酸按蟹合物(TILA)每一鳌合物的组成可能随所用原料、物料配比及反应条件而有所不同,也可能生成聚合体,故上列结构只能是这些赘合物的代表结构.有机钦鳌合物的制法鳌合物广泛用于分析化学、原子核工业、稀有元素生产等等许多方面,因此,整合物的。.生成是化学工作者所熟知的应用这些知识不难合成有机钦赘合物有机钦鳌合物交联剂的具体制造方法因涉及研制单位和生产厂家的专

6、有技术权利,很难从公开发表的文献中获得.,ER公司(LasVegasNevada)专家来华本文引用美国C讲学期间散发的资料中的一个示意式于下,从中可得到启发.ROH_、‘一(RO)Ti一____ICI一i,70);Ti一钦铁矿一T峥(CH}}n八久一Y{—,了,r几、J、t.}人一I、今l’0一T斗i一0—专一支QR原资料中未对符号作解释,但对熟悉络合物的化学工作者,其意义可一目了然.有机钦鳌合物的性质有机钦鳌合物一般是稳定的,可以放置经年而无明显变化.但加水稀释影响其稳定性.有机钦赘合物可溶于多糖水溶液体系并优先与多糖反应,而不与其它成分反应

7、.在有机钦鳌合物中加入含,,KCI等盐类的水溶液时体系中不生成任何沉淀(此点与无机钦不同)但21母lJ0入含KCI等盐类的多糖水溶液时,只要数量适当,即可生成冻胶.这充分说明了钦同聚合..上顺式二经基团反应生成的键强度较大,因而一定数量物配位的稳定性特别是钦同聚合物的有机钦交联剂与握乙基纤维素(含反式邻羚基)水溶液混合、尚不足以产生交联作用时,如立即将此混合物与半乳甘露聚糖植物胶(主链含顺式二经基)水溶液混合,此胶液将被交.t3,联如前所述,有机钦鳌合物是具有环状结构的配位化合物,环状结构使鳌合物具有特殊的稳定性,即赘合物的鳌合络离子比结构相近的

8、非赘合物的络离子在水溶液中较难离解,二者「‘’。。的稳定常数可相差几个数量级其中以五原子环(其次为六原子环)的赘合物最为稳定而作为压裂液