一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑及其制備和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑及其制備方法；以磷酸、五氧化二磷和C12-C18醇為原料，在60-70℃下反應4-6小時生成單烷基磷酸酯；磷酸、五氧化二磷和C12-C18醇的摩爾比為1.3:1.3:1-1.1:1.1:1；單烷基磷酸酯與丙醇或/和丁醇、戊醇、己醇或/和辛醇的混合醇反應生成二烷基磷酸酯；混合醇與單烷基磷酸酯的摩爾比為4:1-2:1；混合醇的質量組成是丙醇或/和丁醇占7%-10%，戊醇占20-40%，己醇或/和辛醇占50-60%；本磷酸酯膠凝劑，流動性能好，適合連續(xù)壓裂施工、成本低，可與短碳鏈烷烴形成粘度在90-140mPa·s的無水壓裂液。
【專利說明】一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑及其制備和應用

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑及其制備和應用。

【背景技術】
[0002]中國專利CN00100278.3公開了一種磷酸酯鋁油基壓裂液膠凝劑及其制備方法。這種磷酸酯鋁油基壓裂液膠凝劑是由短碳鏈烷基(C1-C4),中等長度碳鏈烷基(C6-Cltl)和長碳鏈烷基(C12-C18)構成的二烷基磷酸酯鋁及其溶劑甲苯組成，其制備步驟是:(I)磷酸三乙酯和五氧化二磷反應制得聚磷酸酯中間體；(2)聚磷酸酯中間體與丁醇、戊辛醇，十六至十八醇的混合醇反應生成二烷基磷酸酯中間體；(3) 二烷基磷酸酯與硫酸鋁反應生成二烷基磷酸酯鋁；(4)加入甲苯溶劑，配成膠凝劑。該技術的不足之處是:(I)在合成膠凝劑過程中加入了甲苯溶劑，易對環(huán)境造成污染，不利于環(huán)保；(2)采用該方法合成的二烷基磷酸酯鋁使用了長碳鏈醇，制備出的成品多為高粘液體或膏狀固體，流動性差，現(xiàn)場施工能耗大(往往需加熱配液)給現(xiàn)場壓裂施工造成麻煩。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種適合壓裂施工的磷酸酯無水壓裂液膠凝劑，能與短鏈烷烴，如戊烷、己烷等形成良好凍膠，具有流動性能好，對地層傷害少，易返排的特點。
[0004]本發(fā)明的目的是由以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]磷酸酯無水壓裂液膠凝劑，是由單烷基磷酸酯和丙醇、丁醇、戊醇、己醇及辛醇的混合醇組成的二烷基磷酸酯。
[0006]本發(fā)明所述的磷酸酯無水壓裂液膠凝劑的制備方法:
[0007](I)以磷酸、五氧化二磷和高碳醇(C12-C18)為原料，經反應制得單烷基磷酸酯；
[0008]磷酸，五氧化二磷和高碳醇(C12-C18)在60-70°C下反應4-6個小時生成單烷基磷酸酯，磷酸，五氧化二磷和高碳醇(C12-C18)反應時的摩爾比為1.3:1:1-1.1:1:1 ；
[0009](2)單烷基磷酸酯與丙醇和/或丁醇、戊醇、己醇和/或辛醇的混合醇反應生成二烷基磷酸酯；
[0010]磷酸，五氧化二磷和高碳醇(C12-C18)與混合醇在80-90°C下反應7-10個小時生成
~■燒基憐酸酷；
[0011]單烷基磷酸酯與混合醇反應時，混合醇與單烷基磷酸酯的摩爾比為4:1-2:1，混合醇的質量組成是丙醇和/或丁醇占7%-10%，戊醇占30-40%，己醇和/或辛醇占50-60%。
[0012]本發(fā)明優(yōu)點是:
[0013](I)含有短碳鏈烷基(C1-C4)，中等碳鏈烷基(C6-Cltl)，流動性能好，壓裂施工操作簡單，可使戊烷、己烷等形成凍膠，形成的凍膠壓裂液具有較好的耐溫耐剪切性能。
[0014](2)成膠速度快，適用于低滲、低壓、高水敏性等復雜油氣藏的連續(xù)壓裂施工。
[0015](3)本發(fā)明在合成過程中，未引入甲苯等有機溶劑，不會對環(huán)境造成污染。
[0016](4)本發(fā)明的原料價格便宜，成本較低。

【具體實施方式】
[0017]實施例1:
[0018](I)首先在裝有機械攪拌器、冷凝管和溫度計的250mL的三口燒瓶中加入25g磷酸，20g五氧化二磷及26g十二醇，在60°C，恒溫反應5h。恒溫反應完畢，降溫至50°C，維持溫度，停止攪拌。即得聚磷酸酯中間體。
[0019](2)將由8g的正丁醇，18g的正戊醇，30g的正辛醇組成的混合醇加到另一三口燒瓶中，500C，恒溫反應lh，得56g的混合醇，停止攪拌備用。
[0020](3)將50°C的56g的混合醇全部加入到單烷基磷酸酯燒瓶中。在90°C，恒溫反應6h。即得二烷基磷酸酯。
[0021]在10ml正戊烷中，加入1.0g由上述所得的磷酸酯無水壓裂液增稠劑、3.0-6.0g的偏鋁酸鈉，30-60s內可形成粘度在90-140mPa.s的無水壓裂液。
[0022]實施例2:
[0023](I)首先在裝有機械攪拌器、冷凝管和溫度計的250mL的三口燒瓶中加入22g磷酸，20g五氧化二磷及26g十二醇，在70°C，恒溫反應5h。恒溫反應完畢，降溫至50°C，維持溫度，停止攪拌。即得聚磷酸酯中間體。
[0024](2)將由1g的正丙醇，20g的正戊醇，35g的正己醇組成的混合醇加到另一三口燒瓶中，500C，恒溫反應lh，得65g的混合醇，停止攪拌備用。
[0025](3)將50°C的65g的混合醇全部加入到單烷基磷酸酯燒瓶中。在90°C，恒溫反應6h。即得二烷基磷酸酯。
[0026]在10ml正己烷中，加入1.0g由上述所得的磷酸酯無水壓裂液膠凝劑、3.0-6.0g的偏鋁酸鈉，30-60s內可形成粘度在90-140mPa.s的無水壓裂液。
【權利要求】
1.一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑的制備方法，其特征在于: (1)以磷酸、五氧化二磷和C12-C18醇為原料，在60-70°C下反應4-6小時生成單烷基磷酸酯；磷酸、五氧化二磷和C12-C18醇的摩爾比為1.3:1.3:1-1.1:1.1:1 ； (2)單烷基磷酸酯與丙醇或/和丁醇、戊醇、己醇或/和辛醇的混合醇反應生成二烷基磷酸酯；混合醇與單烷基磷酸酯的摩爾比為4:1-2:1 ;混合醇的質量組成是丙醇或/和丁醇占7%-10%，戊醇占20-40%，己醇或/和辛醇占50-60%。
2.一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑，其特征在于:它是根據(jù)權利要求1所述的方法制備的_■燒基憐酸酷。
3.一種磷酸酯無水壓裂液膠凝劑的應用，其特征在于:在10ml正戊烷中，加入1.0g根據(jù)權利要求2所述的磷酸酯無水壓裂液膠凝劑和3.0-6.0g的偏鋁酸鈉，30-60S內形成粘度在90_140mPa.s的無水壓裂液。
【文檔編號】C09K8/70GK104232072SQ201310248381
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月21日 優(yōu)先權日:2013年6月21日
【發(fā)明者】薛小佳, 徐永高, 慕立俊, 趙振峰, 李憲文, 張礦生, 呂海燕, 吳江, 范華波, 劉靜, 李志忠, 李樓樓, 劉錦, 呂寶強 申請人:中國石油天然氣股份有限公司