多羟基醇压裂液有机硼交联剂的合成

根据 作 用原 理 可 知 ， 交联 剂 耐 温 性 能 直 接 由
交 联剂 分子 中配 位 键 的稳 定 性 决 定 的 ： 定 范 围 一
内， 稳定 性越 高 ， 耐温性 能越 高 。提 高配位 键稳 定
性 可从 以下 ３个 方 面进 行 选择 ：
因此研 究和 开发 一 种 适 用 于 聚 乙烯 醇 的交 联 剂 ，
为稠 化 剂 ， 发 出破 胶 彻 底 、 渣含 量 低 ， 排容 开 残 返
究 了各 组 分和 条件 对有 机 硼 交 联 剂 性 能 的影 响 ， 确定 了具 有 良好 性 能 的 有 机 硼 交 联 剂 的合 成 工
艺。 １ 实 验 原 理
１ １ 有 机硼 交联 剂分 子设计 原理 ．
中 图 分 类 号 ： Ｅ ５ ． ２ Ｔ ３７１ 文献标识码 ： Ａ
目前 ， 三低 ” 藏广 泛 使 用 的植 物胶 体 系 在“ 油 存在 破胶 残渣 大 、 后返 排 困难 、 层伤 害大 等严 压 地 重 问题 ， 也 是 挖 潜 改 造 的 难 题 ］ 为 了开 发 这 。 适合 “ 三低 ” 藏 的 新 型低 伤 害 压 裂 液体 系 ， 油 以低 相对 分子 质量 、 有 较 高 表 面 活性 的聚 乙 烯 醇作 具
剂 的多 羟基 醇 压 裂液 具 有 良好 的 耐 温性 、 迟 交 联 性 能 和剪 切 稳 定 性 ， 且 该 多 羟 基 醇 压 裂 液 破 胶 彻 底 ， 渣 延 并 残
含 量低 ， 油 层 储 层 伤 害 小 ， 用 于超 低 渗透 油 气 田。 对 适 关 键 词 ： 羟 基 醇 压 裂 液 有 机 硼 交 联 剂 合 成 性 能 多
是 多羟 基醇 压裂 液技 术实 施和 推广 的关键 。早 期
１ 中心 原子 。作 为 中心原 子 的硼具 有 良好 的 ） 反 应 活性 ， 可形 成 稳 定 的配 合 物 。在 较 高 的温 度 下 配体 才 能解离 、 换 ， 而形 成交 联冻 胶 。故从 交 进 耐温性 能 考虑 ， 采用 硼作 为 中心原 子 。 ２ 配 体 。同样 的 中心 原子 ， 同 配体 形 成 的 ） 不 配位 键稳 定性 亦有 不 同 。配 体形 成配 位键 时活 化 能越 低 ， 应越 易进 行 ， 反 配位键 稳 定性 越高 。通 过
精
细
石
油Hale Waihona Puke Baidu
化
工
Ｓ ＥＣＩ Ｉ Ｐ ＡＬ ＴＹ ＥＴＲ０ＣＨＥＭ Ｉ Ｐ ＣＡＬＳ
第２ ８卷 第 １ 期 ２１ ０ １年 １月
多羟基 醇 压 裂液 有 机 硼 交联 剂 的合 成
赵 秀波 李 小瑞 薛 小佳 吕海 燕
（． 西 科 技 大 学 轻 化 工 助 剂 化 学 与 技 术 重 点 实 验 室 ， 西 西 安 ７ ０ ２ ； １陕 陕 １０ １
作 者 简 介 ： 秀 波 （ ９ ６一 ， 西 科 技 大 学 有 机 化 学 硕 士 研 赵 １８ ）陕 究 生 ， 要 从 事 油 田 化 学 品 的 合 成 与 应 用 研 究 。Ｅ ｍａｌ０ ０ ０ ６ 主 — ｉ ９ ８ ８ ：
压裂 液交 联剂 的作 用原 理就 是 中心原 子先 与 配体 形成 稳定 的配 位键 ， 然后 在一 定条 件下 ， 中心 原 子与原 先 配体 解 离 、 与 新 配 体形 成 新 的配 位 并
键， 从而 达 到延迟 交联 的 目的 。
易 的低伤 害多 羟基 醇压 裂液 体系 。 多 羟基醇 压 裂 液体 系 以聚 乙烯 醇 为稠 化 剂 ， 聚 乙烯 醇富含 羟 基 ， 与 硼砂 等硼 类 交 联 剂 形成 可 良好 的冻胶 ， 耐 温 性极 差 ， 过 ３ 但 超 ５℃ 压 裂 液 黏 度迅 速 下降 至 ５ ａ・ｓ 下 ， ０ｍＰ 以 冷却 后 出现 返 胶 现 象 ； 用戊 二 醛 、 若 乙二醛 等 交 联后 ， 产生 结 合 牢 固的 共价 键 ， 够 耐 高温 ， 无 法 实 现破 胶 水 化 ， 能 但
定 了有 机 硼 交 联 剂 的 最佳 合成 工艺 。有 机 硼 交联 剂 的 最 佳 原 料 质 量 分 数 分 别 为 ： 砂 ２． ０ ， ５ ． ０ ， 硼 Ｏ Ｏ ％ 水 Ｏ 。 Ｎａ ． ７ ， 三 醇 １ ． ０ ， 羟基 化 合 物 １ ．３ 。反 应 温 度 ８ ＯＨ １６ ％ 丙 ５Ｏ ％ 多 ３３ ％ Ｏ℃ ， 应 时 间 ４ Ｏ ５０ｈ 反 ． ～ ． 。作 为该 交联
Ｏ Ｎ一０５、 Ｔ９６６新 型有 机 硼 交 联 剂 Ｓ — Ｃ Ｂ ９ Ｃ —［ ｒ ］ ］ Ｌ ＯＢ 一
２ 和 ＣＱ Ｏ Ｃ ８ 。笔者 从 交联 剂 的反 应 原 理 Ⅲ ＿ Ｂ ＿等 和 与多羟 基 醇化合 物络 合原 理 出发 ， 中心 原子 、 从 配体 及空 间结 构 ３个 方 面进 行 分 子 设 计 ， 出 了 提 适 用于 多羟基 醇 压 裂 液体 系 的有 机 硼 交 联剂 ， 研
收 稿 日期 ： Ｏ Ｏ一０ 一ｌ ； 改稿 收 到 日期 ： ０ ０～１ —２ 。 ２ｌ ８ １修 ２１ ２ ９
的有机 锆 （ ） 联 剂 ， 然 具 有 耐 高温 和 延 迟 交 钛 交 虽 联 性能 ， 难破胶 、 排能 力差 且对 支撑 裂缝 有较 但 返 大的伤 害＿ 。在 ２ ３ ］ ０世 纪 ９ ０年代 国外 开发 的有 机 硼交联 剂 可 以弥补有 机锆 （ ） 钛 交联 剂 的缺 陷 。近 年来 ， 国对有 机 硼 交联 剂 的研 究 也 取得 了一 定 中 的进 展 ， 如高 温 延 缓 性 有 机 硼 交 联 剂 Ｏ１ ２ ０４、 ３ ０＿ － ｊ
２ 中 国石 油 长 庆油 田分 公 司 油气 工 艺 技 术 研 究 院 ， 西 西 安 ７ ０ ２ ） ． 陕 １ ０ １
摘 要 ： 出 了 一 种 针 对 多 羟 基 醇 压 裂 液 体 系 的有 机 硼 交联 剂 。考 察 了 有 机 硼 交 联 剂 的 各 成 分 和 反 应 条 件 ， 提 确