本發明涉及一種有機銻交聯劑，特別是涉及一種有機銻交聯劑及其制備方法和清潔壓裂液。
背景技術：
：目前，國內油田水力壓裂施工基本上采用的是高分子壓裂液體技術，即水基聚合物壓裂液所應用的瓜爾膠及其衍生物，由于其具有較好的流變控制特性，在壓裂液方面已應用了很多年。然而，和其它眾多的水基壓裂液一樣，羥丙基瓜爾膠(HPGF)仍具有不可避免的缺陷：一是不能快速溶脹和水合，溶解速度慢，難以解決施工規模及快速破膠返排對壓裂液性能要求之間的矛盾；二是植物膠壓裂液破膠后往往殘渣較多，容易對裂縫的充填層堵塞，造成二次傷害，使壓裂效果受到影響；三是植物膠纖維素等天然高分子耐溫性較差，易生物降解，只能現配現用，且原料依賴進口，這在很大程度上限制了其應用四是其耐高溫性能較差，一般只能滿足80度以下井類施工。在地層濾失嚴重，另外成本較高，因而也限制了其廣泛應用。技術實現要素：本發明的主要目的在于，提供一種新型有機銻交聯劑及其制備方法和清潔壓裂液，所要解決的技術問題是使其在90-180℃下具有較高的粘度，從而更加適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種有機銻交聯劑，其包括以下組分(以重量百分比計):異丙醇：50％-70％，山梨醇：10％-30％，三氯化銻：5％-10％，三乙醇胺：10％-30％；以上各組分之和為100％。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。優選的，前述的有機銻交聯劑，其中所述的有機銻交聯劑，其包括以下組分(以重量百分比計):異丙醇：60％，山梨醇：17％，三氯化銻：8％，三乙醇胺：15％。本發明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一種有機銻交聯劑的制備方法，其包括以下步驟：1)合成銻酸多元醇酯：在異丙醇溶劑中加入山梨醇，在20－30℃下攪拌滴加三氯化銻，通入氨氣反應90-120min，反應結束后，過濾，蒸餾，精制，得到銻酸多元醇酯；2)在攪拌狀態下在三乙醇胺中加入所述的銻酸多元醇酯，在120－150℃下反應60－90min，反應結束后，蒸餾，精制，得到有機銻交聯劑。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。優選的，前述的有機銻交聯劑的制備方法，其中所述的異丙醇、山梨醇、三氯化銻、三乙醇胺的重量比為50-70：10-30：5-10：10-30。優選的，前述的有機銻交聯劑的制備方法，其中所述的三氯化銻的滴加時間為10－20min。優選的，前述的有機銻交聯劑的制備方法，其中步驟1)反應結束后將剩余的異丙醇送回合成銻酸多元醇酯反應器中循環使用。本發明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現。依據本發明提出的一種清潔壓裂液，其包括以下組分(以重量百分比計):低分子量聚合物：0.18％-0.30％；權利要求1-2任一項所述的有機銻交聯劑：0.3％-0.5％，助排劑：0.2％-0.5％，粘土穩定劑：0.3％-0.5％，破膠劑：0.01％-0.02％，其余為水；以上各組分之和為100％。優選的，前述的清潔壓裂液，其中所述的低分子量聚合物為聚丙烯酰胺。優選的，前述的清潔壓裂液，其中所述的助排劑為烷基酚聚氧乙烯醚；所述粘土穩定劑為聚二甲基二烯丙基氯化銨。優選的，前述的清潔壓裂液，其中所述的破膠劑為過硫酸鉀和/或過硫酸銨。借由上述技術方案，本發明有機銻交聯劑及其制備方法和清潔壓裂液至少具有下列優點：1、本發明的清潔壓裂液采用低分子量聚合物作為稠化劑，地層條件下，濾餅吸收礦物質后自行破壞、降粘，恢復為清潔的低粘流體而得以清除，為侵入地層深部液體的返排提供了通道；水不溶物含量和破膠后的殘渣低，能夠降低對地層的傷害。2、采用本發明的有機銻交聯劑制備的清潔壓裂液使聚合物形成具有類似于交聯聚合物的空間網絡結構，因而具有較好的增粘作用，在用量較低的情況下能達到較高的粘度，能滿足壓裂的要求。此外聚合物交聯體系中引入了銻基團，使得壓裂液在全剪切過程中內粘度變化平緩，流變曲線無突起，而且粘度保持較高，有利于裂縫高度的控制，實現油層長穿透，形成長裂縫；由于壓裂液體系的粘度較高，剪切壓裂液流變性能受溫度影響小，施工過程中壓裂液粘度變化平緩，壓裂液攜砂穩定，使油層裂縫內鋪砂均勻，形成的裂縫導流能力高。3、本發明的清潔壓裂液由于在聚合物分子中引入了銻基團，使得壓裂液的耐溫性明顯增強，即使在180℃下還能保持較高粘度。4、本發明中由于壓裂液體系無交聯，所以水溶液屬于可逆結構，在管道中流動的阻力低，易于壓力傳遞，容易泵送。5、本發明的清潔壓裂液破膠后能快速降粘，破膠液表面張力低，容易返排。6、本發明的壓裂液增稠劑用量少，不需要添加其他助劑，總成本為胍膠壓裂液的70％左右；本發明的壓裂液添加劑品種少，用量低，溶解速度快，易于配置，施工方便，返排液易處理，不會造成環境污染。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如后。具體實施方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效,以下結合較佳實施例，對依據本發明提出的有機銻交聯劑及其制備方法和清潔壓裂液其具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特征或特點可由任何合適形式組合。本發明的一個實施例提出的一種有機銻交聯劑，其包括以下組分(以重量百分比計):異丙醇：50％-70％，山梨醇：10％-30％，三氯化銻：5％-10％，三乙醇胺：10％-30％；以上各組分之和為100％。本發明中以異丙醇為溶劑，以山梨醇和三氯化銻為反應原料進行酯化反應，得中間體銻酸多元醇酯，再以三乙醇胺為螯合劑與銻酸多元醇酯經螯合反應得三乙醇胺銻酸多元醇酯，即為有機銻交聯劑。本發明的實施例有機銻交聯劑的組分包括(以重量百分比計)：異丙醇：60％，山梨醇：17％，三氯化銻：8％，三乙醇胺：15％。本發明的另一個實施例提出一種有機銻交聯劑的制備方法，其包括以下步驟：1)合成銻酸多元醇酯：在異丙醇溶劑中加入山梨醇，在20℃－30℃下攪拌滴加三氯化銻，通入氨氣反應90-120min，反應結束后，過濾，蒸餾，精制，得到銻酸多元醇酯；2)在攪拌狀態下在三乙醇胺中加入所述的銻酸多元醇酯，在120－150℃下反應60－90min，反應結束后，蒸餾，精制，得到有機銻交聯劑。本發明的實施例有機銻交聯劑的制備方法中的異丙醇、山梨醇、三氯化銻、三乙醇胺的重量比為50-70：10-30：5-10：10-30。本發明的實施例有機銻交聯劑的制備方法中的三氯化銻的滴加時間為10－20min。本發明的實施例有機銻交聯劑的制備方法中步驟1)反應結束后將剩余的異丙醇送回合成銻酸多元醇酯反應器中循環使用。異丙醇的循環使用節約成本。本發明的另一個實施例提出一種清潔壓裂液，其包括以下組分(以重量百分比計):低分子量聚合物：0.18％-0.30％；權利要求1-2任一項所述的有機銻交聯劑：0.3％-0.5％，助排劑：0.2％，粘土穩定劑：0.3％，破膠劑：0.01％-0.02％，其余為水；以上各組分之和為100％。本發明實施例的清潔壓裂液中的低分子量聚合物為聚丙烯酰胺。低分子量聚合物作為稠化劑，本實施例的低分子量聚合物為聚丙烯酰胺，其分子量為50-60萬。在地層條件下，濾餅吸收礦物質后自行破壞、降粘，恢復為清潔的低粘流體而得以清除，為侵入地層深部液體的返排提供了通道；水不溶物含量和破膠后的殘渣低，能夠降低對地層的傷害。本發明實施例的清潔壓裂液中的助排劑為烷基酚聚氧乙烯醚；所述粘土穩定劑為聚二甲基二烯丙基氯化銨。本發明實施例的清潔壓裂液中的破膠劑為過硫酸鉀和/或過硫酸銨。實施例11)合成銻酸多元醇酯：在240g異丙醇溶劑中加入68g山梨醇，在30℃下攪拌滴加32g三氯化銻，三氯化銻在20min內滴加完，通入氨氣，在30℃下反應120min，反應結束后，過濾除去氯化銨，濾液經過蒸餾，精制，得到三乙醇胺銻酸多元醇酯交聯劑，即為銻酸多元醇酯；2)在攪拌狀態下在60g三乙醇胺中加入上述銻酸多元醇酯，在140℃下反應90min，反應結束后，蒸餾，精制，得到有機銻交聯劑。實施例21)合成銻酸多元醇酯：在122g異丙醇溶劑中加入14g山梨醇，在25℃下攪拌滴加16g三氯化銻，三氯化銻在20min內滴加完，通入氨氣，在30℃下反應90min，反應結束后，過濾除去氯化銨，濾液經過蒸餾，精制，得到三乙醇胺銻酸多元醇酯交聯劑，即為銻酸多元醇酯；2)在攪拌狀態下在48g三乙醇胺中加入上述銻酸多元醇酯，在120℃下反應70min，反應結束后，蒸餾，精制，得到有機銻交聯劑。實施例3-6的清潔壓裂液組分中的有機銻交聯劑為實施例1制備的有機銻交聯劑。表1為實施例3-6的清潔壓裂液的組分。表1實施例3-6的清潔壓裂液的組分(重量百分比)實施例3實施例4實施例5實施例6聚丙烯酰胺/％0.180.200.250.30有機銻交聯劑/％0.300.350.400.50助排劑/％0.200.200.200.20粘土穩定劑/％0.300.300.300.30過硫酸鉀/％0.02/0.01/過硫酸銨/％/0.02/0.01水/％9998.9398.8498.69將實施例3的清潔壓裂液在90℃下進行性能測試，將實施例4的清潔壓裂液在120℃下進行性能測試，將實施例5的清潔壓裂液在150℃下進行性能測試，將實施例6的清潔壓裂液在180℃下進行性能測試，測試結果見表2。表2實施例3-6的清潔壓裂液性能測試結果由表2可知，實施例3-6的清潔壓裂液在90℃-180℃條件下仍具有較高的剪切粘度，完全能適用于90℃-180℃的溫度條件，并且無殘渣，巖心傷害率低。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。當前第1頁1 2 3