本發明涉及油田化學與應用，尤其涉及一種功能性交聯劑及其制備方法和應用。

背景技術：

1、采用注水開發模式的油田，隨著開發不斷深入，每年有大量帶壓注水井需要檢串、修井作業，作業需求量大。常規壓井措施實施時，起下管柱時溢流量大，井控風險高，同時返排液處理困難。目前，一般帶壓注水井作業主要采用泄壓后常規作業和帶壓作業兩種方式，以保證高壓注水井的檢串、修井作業正常進行。由于油田帶壓注水井井口普遍壓力高，油管壓力普遍在10mpa以上，進行放水泄壓時，一方面排水量非常大且排出的污水處理成本高，另一方面因放噴周期長而影響作業效率。帶壓作業時，起下管柱作業，作業工序復雜，平均占井時間長，作業費用高。

2、聚合物凝膠材料在成膠前，具有流變性好、易注入的特性；成膠后，具有可變形、封堵強度可調的特性。因此，在進行封堵作業時，聚合物凝膠具有獨特的優勢。由于聚合物凝膠材料本身具有較高的變形性，不會受到漏失通道的限制，注入后，可由易于流動的聚合物或單體溶液交聯共聚形成不可流動的凍膠或凝膠，可在極其微小的孔道內產生封堵作用。這種材料在注入前是液態，注入后，在地層條件下，由于交聯作用而轉變成具有三維網絡結構的固態凝膠，具有很好的封堵性。然而，目前國內現有類似凝膠類堵劑難以應用于暫時性封堵作業，存在破膠困難，污染儲層等問題，現場施工難度大，風險高。

3、專利文獻cn107619371b，公開了一種“鄰硝基苯二縮醛二丙烯酸乙酯及其制備方法和在雙重降解性能交聯劑的應用”，以鄰硝基苯甲醛、原甲酸三甲酯、丙烯酸羥乙酯為起始原料，經兩步取代反應，得到目標產物鄰硝基苯二縮醛二丙烯酸乙酯。該鄰硝基苯二縮醛二丙烯酸乙酯結構中含有醚基團，應用溫度為50℃～90℃，需要在光照和酸的條件下才能后發生降解。

技術實現思路

1、本發明目的在于提供一種功能性交聯劑及其制備方法和應用，能有效克服低溫注水開發模式的油田現有凝膠類堵劑存在的破膠困難、不能自發降解、污染儲層等問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

2、本發明的第一目的在于提供一種功能性交聯劑，所述交聯劑的結構通式如下式：

3、

4、式中：

5、r1＝h、ch3；

6、r2＝ch2ch2、ch2ch2ch2、ch(ch3)ch2、ch2ch2ch2ch2；

7、

8、x＝f、cl、br、i。

9、進一步地，所述交聯劑的結構通式如下式：

10、

11、式中：

12、r1＝h；

13、r2＝ch2ch2ch2、ch(ch3)ch2；

14、

15、x＝f、cl、br、i。

16、本發明的第二目的在于提供一種功能性交聯劑的制備方法，所述方法包括如下步驟：

17、步驟s1、將烯基叔胺酯類化合物a溶解于有機溶劑中，充分攪拌均勻，再加入適量的阻聚劑和鹵代烷基類化合物b，在室溫條件下充分攪拌均勻待用；

18、步驟s2、攪拌條件下，將步驟s1的混合物進行加熱反應，然后通過乙醚洗滌、乙醇重結晶，抽濾和干燥。

19、進一步地，所述功能性交聯劑的合成路線如下：

20、

21、式中：

22、r1＝h、ch3；

23、r2＝ch2ch2、ch2ch2ch2、ch(ch3)ch2、ch2ch2ch2ch2；

24、

25、x＝f、cl、br、i。

26、進一步地，所述功能性交聯劑的合成路線如下：

27、

28、式中：

29、r1＝h；

30、r2＝ch2ch2ch2、ch(ch3)ch2；

31、

32、x＝f、cl、br、i。

33、進一步地，所述有機溶劑為甲醇或乙醇中的一種或多種。

34、進一步地，所述化合物a和所述化合物b的摩爾質量比為4～2：1。

35、進一步地，所述阻聚劑為多元酚或者吩噻嗪；所述多元酚為對苯二酚、鄰苯二酚。

36、進一步地，所述加熱反應的條件包括：反應溫度為40～65℃，反應時間為12～48h。

37、本發明的第三目的在于提供一種功能性交聯劑的應用，所述功能性交聯劑應用于低溫可降解凝膠堵劑中。

38、本發明的技術效果和優點：

39、(1)、本發明所設計的功能性交聯劑，所述功能性交聯劑結構包括了季胺鹽結構、酯基基團、以及共軛非平面中心核，不需要額外條件，如光照、酸性條件或堿性條件等，即可在一定溫度條件下自行降解。這是因為季胺鹽結構可以提高相鄰酯基的水解速度，從而達到自降解性能滿足要求；共軛非平面中心核引入可提高交聯劑在低溫情況下的自身穩定性，但又能滿足后期自降解的需求。

40、(2)、本發明方法能夠制備得到性能較好的功能性交聯劑，且技術簡單可靠，產率高，適用于大規模工業生產。

41、(3)、本發明的功能性交聯劑在低溫可降解凝膠堵劑中的應用，通過化學交聯形成三維網狀結構，在內置催化劑作用下，功能性交聯劑中的弱鍵斷裂，三維網狀結構崩解，生成的線型低分子量水溶性高分子溶解在地層水中，形成低粘度流體，無需返排，不影響后續注水，可實現低溫油田井的暫時性封堵檢修等工作。

42、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。

技術特征：

1.一種功能性交聯劑，其特征在于，所述交聯劑的結構通式如下式：

2.根據權利要求1所述的一種功能性交聯劑，其特征在于，所述交聯劑的結構通式如下式：

3.一種如權利要求1或2所述的功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

4.根據權利要求3所述的一種功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述功能性交聯劑的合成路線如下：

5.根據權利要求4所述的一種功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述功能性交聯劑的合成路線如下：

6.根據權利要求3所述的一種功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為甲醇或乙醇中的一種或多種。

7.根據權利要求3所述的一種功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述化合物a和所述化合物b的摩爾質量比為4～2：1。

8.根據權利要求3所述的一種功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述阻聚劑為多元酚或者吩噻嗪；所述多元酚為對苯二酚、鄰苯二酚。

9.根據權利要求3所述的一種功能性交聯劑的制備方法，其特征在于，所述加熱反應的條件包括：反應溫度為40～65℃，反應時間為12～48h。

10.一種如權利要求1或2所述的功能性交聯劑的應用，其特征在于，所述功能性交聯劑應用于低溫可降解凝膠堵劑中。

技術總結
本發明公開了一種功能性交聯劑及其制備方法和應用，涉及油田化學與應用技術領域，所述功能性交聯劑結構包括了季胺鹽結構、酯基基團、以及共軛非平面中心核，不需要額外條件，如光照、酸性條件或堿性條件等，即可在一定溫度條件下自行降解。本發明方法技術簡單可靠，產率高，適用于大規模工業生產。通過化學交聯形成三維網狀結構，在內置催化劑作用下，功能性交聯劑中的弱鍵斷裂，三維網狀結構崩解，生成的線型低分子量水溶性高分子溶解在地層水中，形成低粘度流體，無需返排，不影響后續注水，可實現低溫油田井的暫時性封堵檢修等工作。

技術研發人員：鄒鴻江,王玉功,許朝陽,徐洋,李勇,李佳南,武龍,張斌,周然,楊發
受保護的技術使用者：中國石油天然氣集團有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28