10.交联剂配置注意事项

交联剂配置注意事项

交联剂是水基冻胶压裂液的主要添加剂，它的选用由聚合物可交联的官能团和聚合物水溶液的PH值决定。比较常用的且形成工业化的交联剂为硼砂、有机钛或锆、有机硼等。从化学上分类，交联剂包括以下几种：

（1）两性金属（或非金属）含氧酸的盐

（2）无机酸的两性金属盐

（3）无机酸脂（有机钛或锆）

（4）有机硼

一、有机硼交联剂是一种耐高温、低伤害的新型交联剂，它是由有机硼交联剂是利用硼酸盐（Na2B4Q7）与有机配位体（LGD(OH)6）在化学助剂作用下形成的稳定的有机络合物。

该有机硼络合物外观为红色液体，密度为 1.190g/cm3，表观粘度4.23mPa.s，具有较好的稳定性。有机硼络合物可溶于半乳甘露聚糖（如胍胶，香豆胶及其改性聚合物）水溶液，并优先与多糖反应，形成具有黏弹性的三维网状冻胶。

二、有机硼络合物交联植物胶反应首先是有机硼络合物多级电离，缓慢产生硼酸盐离子B(OH)-4,再与植物胶分子链上的顺式邻位羟基作用形成1：1和2：1结构，即交联的三维网状冻胶。该过程可分为以下三个步骤：

（1）有机硼络合物溶于水形成硼酸根离子

（2）硼酸盐离子与植物胶分子链上的顺式邻位羟基形成单二醇络合物（即1：1结构）

（3）单二醇络合物再与顺式邻位羟基反应，生成双二醇络合物（即2：1结构）

由上述反应可见，在有机硼交联反应中，起交联作用的仍是B(OH)-4。有机硼络合物受溶液PH值影响较大，溶液PH值越高，有机硼络合物的稳定性越强，不宜离解。有机硼络合物离解的第一步是慢反应，后几步是快反应。因此，在PH值较高时，初期仅有少量有机硼络合物缓慢的离解，发生交联作用，形成1：1络合物，保持未交联的年度特性，即延迟交联作用。

随着快反应的进行，产生较多的硼酸盐离子。溶液增稠，交联形成可调挂的压裂液冻胶，即2：1络合物（第三步反应）。当一部分交联离子受热或剪切而降解时，交联速度增大，平衡遭到破坏。当交联作用减弱时，新离解出来的硼酸盐离子立即补充上去，维持交联作用，保持溶液较高粘度。如此，反应不断进行，直到所有有机硼络合物全部离解，再无硼酸盐离子补充是为止。

（1）无机硼和有机硼作为交联剂，其交联过程起作用的都是硼酸根离子B(OH)-4。

（2）无机硼交联剂易瞬时交联，地面粘度高，管道摩阻大；有机硼交联剂其配位体对硼酸根离子具有亲和力而具有延迟交联性。

（3）无机硼、有机硼交联剂都可通过调节溶液的PH值来控制交联时间，且有机硼交联剂在延缓交联的控制工艺上更加灵活。

三、无机硼交联剂配置注意事项

1、硼砂

无色半透明晶体或白色结晶粉末。无臭，味咸。比重1.73。380℃时失去全部结晶水。易溶于水和甘油中，微溶于酒精。水溶液呈弱碱性。硼砂在空气可缓慢风化。熔融时成无色玻璃状物质。硼砂有杀菌作用，口服对人有害。

由于硼砂溶液随温度变化及浓度的影响，易结晶析出，所以在使用过程中需要搅拌，以保证硼砂溶液浓度的均匀性。

2、配置B剂（氢氧化钠溶液）

先根据计算得出溶液中含溶质的质量，再称量与计算结果的质量相同的固体氢氧化钠，（如2mol/L的氢氧化钠溶液每500毫升溶解的氢氧化钠质量为40g，

即1mol，物质的摩尔质量就是它的相对分子质量/克）如果要求氢氧化钠溶液浓度准确，应考虑杂质问题（新开瓶的氢氧化钠固体纯度为96%，约含碳酸盐3.5%，其他杂质0.5%）。

将称量好的氢氧化钠倒入耐碱的容器中，加入适量蒸馏水溶解，搅拌，由于氢氧化钠溶解时放出热量，使溶液温度升高，而且溶液会变浑浊，用搅拌器搅拌至澄清和冷却。加入氢氧化钠时一定要缓慢加入，并迅速搅拌，切忌一次性加入。配置好后，要密封保存。

3、氢氧化钠溶液急救措施

因为氢氧化钠的腐蚀性很强，少量接触其稀溶液会使皮肤变黄，爆皮，接触氢氧化钠固体或其浓溶液会严重灼伤皮肤，对无防护措施者可造成永久性伤害如疤痕。急救措施：

皮肤接触：不能立即用水冲洗,应先用抹布擦干,再用大量水冲洗，再涂上3%-5%的硼酸溶液。。若有灼伤，就医治疗。

眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。或用3%硼酸溶液冲洗。就医。

吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。必要时进行人工呼吸。就医。

食入：患者清醒时立即漱口，口服稀释的醋或柠檬汁，就医。

灭火方法：雾状水、砂土。

调试胶联比

根据实验结果精细调整交联比，使压裂液交联性能良好、延迟时间大于60秒（交联时间的确定以压裂液在井筒流动时间的1/2～2/3为宜）。

大牛地目前应用交联剂BCL-61(A:B=100:6)或CX-306体系，交联比为100：0.3（最佳交联比以现场实测为准）。