有机硼交联剂的合成剂性能研究.pdf

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1、第４４卷第１期应用化工Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．１２０１５年１月ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＪａｎ．２０１５有机硼交联剂的合成及性能研究李景娜，李丽华，张金生，王海荣（辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁抚顺１１３００１）摘要：以硼砂为原料，在氢氧化钠催化作用下与葡萄糖酸钠进行络合反应，制备了压裂液用有机硼交联剂，对反应物用量和反应条件进行研究。结果表明，性能较好的有机硼交联剂的合成条件为：硼砂１５％，配位体葡萄糖酸钠３０％，溶剂（丙三醇与水质量比１∶４）５５％，反应温度为８０℃，合成反应５ｈ。压裂液的滤失性和破胶性室内评价结果表明，破胶彻底，残渣少，滤失低，对储层伤害小，

2、可以满足油田压裂液对交联剂的需求。关键词：有机硼交联剂；合成工艺；压裂液；性能中图分类号：ＴＱ４２６．６文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３２０６（２０１５）０１－０１２２－０３ＳｔｕｄｙｏｆｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｏｒｇａｎｉｃｂｏｒｏｎｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒＬＩＪｉｎｇｎａ，ＬＩＬｉｈｕａ，ＺＨＡＮＧＪｉｎｓｈｅｎｇ，ＷＡＮＧＨａｉｒｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｏｒｇａｎｉｃｂｏｒｏｎｃ

3、ｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒｆｏｒｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｂｏｒａｔｅａｎｄｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅａｓｃａｔａｌｙｓｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｙｎｔｈｅｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｔｈｅｏｒｇａｎｉｃｂｏｒａｔｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒｗｅｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１５％ｂｏｒａｔｅ，３０％ｓｏｄｉｕｍｇｌｕｃｏｎａｔｅａｓｌｉｇａｎｄｃｏｍｐｏｕｎｄ，５５％ｓｏｌｖｅｎｔ

4、（ｇｌｙｃｅｒｉｎｅａｎｄｗａｔｅｒｉｎｍａｓｓｒａｔｉｏ１∶４），ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ８０℃ａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ５ｈ．Ｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｈａｓｇｏｏｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｓｕｃｈａｓｇｅｌｂｒｅａｋｉｎｇｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ，ｌｉｔｔｌｅｒｅｓｉｄｕｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｌｏｗｆｉｌｔｒａｔｅｌｏｓｓａｎｄｌｉｔｔｌｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｄａｍａｇｅ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｍｅｅｔｔｈｅｎｅｅｄｓｏｆｏｉｌｆｉｅｌｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄｆｏｒｃｒ

5、ｏｓｓｌｉｎｋｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｒｇａｎｉｃｂｏｒａｔｅｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｒ；ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｆｌｕｉｄ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ在压裂施工中，交联剂起着举足轻重的作用，它耐温延迟交联型有机硼交联剂的合成工艺。同时对通过交联稠化剂形成高粘度的冻胶，达到造缝和携该交联剂交联羟丙基瓜尔胶压裂液的一些性能进行［１］砂的目的。２０世纪中期，像硼酸盐之类的无机化了评价，结果表明，易破胶，滤失性较小，可以满足复［２］合物交联剂得到普遍应用。随着深层油气藏的杂储层的压裂需要。勘探与开采，有机钛、锆等过渡金属交联剂在国内外１实验部分［３４］也得

6、到了发展。但是，在施工后，这些过渡金属１．１材料与仪器交联剂交联的冻胶难破胶且不易返排，此性能上的硼砂、丙三醇、葡萄糖酸钠、氢氧化钠、过硫酸铵［５］缺陷大大降低了支撑裂缝的导流能力，也严重损均为分析纯；羟丙基瓜尔胶，工业一级品。［６］害油气储层，这些限制了它们的应用。之后，有ＤＦ１０１Ｓ集热式恒温加热磁力搅拌器；ＺＮＮＤ６机硼交联剂得到了国内外的关注。与其他类型的交六速旋转粘度计；ＦＡ２１０４Ｎ电子天平；ＧＧＳ７１Ｂ高［７８］联剂相比，压裂后，其破胶容易，对地层伤害小。温高压滤失仪。针对储层特点，可以调节其交联时间，延迟交联可以１．２合成反应［９］有效地降低压裂液在输送过程

7、中的摩阻。目前，在三口烧瓶中依次加入溶剂（丙三醇与水的质国内研制出的有机硼交联剂在耐温性和延迟交联性量比１∶４）、催化剂氢氧化钠、硼砂，升温至４０℃。上与国外产品存在着一定的差距。为满足复杂油气搅拌，硼砂全部溶解后，加入有机配位体葡萄糖酸储层的压裂开采需求，本文研究了反应物用量及反钠，继续升温到合成反应温度。在低速搅拌、反应温应条件等合成因素对有机硼交联剂性能的影响，通度恒定的条件下反应一段时间，得到淡黄色的液体，过性能实验优化了反应物配比及反应条件，得到了即为葡萄糖