一种超分子清洁压裂液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种超分子清洁压裂液及其制备方法与应用。以重量百分比计，该压裂液包括两性表面活性剂0.1％-5％，含疏水基的阴离子型聚合物0.1％-0.8％，阴离子表面活性剂0-2％，盐0-4％，余量为水，其中：所述两性表面活性剂为具有两个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂、具有三个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂中的一种或两种的组合；该超分子清洁压裂液能够应用于油气田压裂中，其在较低的浓度下就可以得到较高的稠度和粘弹性，获得更好的流变性和携砂效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于石油领域。
技术介绍
我国油气田低渗透层储量丰富，但其自然产能低或根本无自然产能，不经过压裂 增产改造提高单井产量，难以获得经济开发价值。应用压裂液技术开采这类油藏意义重大， 压裂液的主要功能是含粘弹性液体携支撑剂带入压开地层，增加渗透率以使油气增产。 压裂液水化后的残渣多少直接影响压裂效果的高低。常用压裂液为高分子胍胶聚 糖类或其改性产品，此类压裂液含残渣量仍偏高。其残渣来源于天然聚合物本身的不溶物 和与金属交联后未完全破胶产物，这些残留物均会对压裂裂缝支撑带渗透率和地层渗透率 造成难以恢复的伤害，严重影响压裂增产效果。 超分子物质是基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体。根据超分子 自组装原则，使用分子间的相互作用力作为工具，把具有特定的结构和功能的组分或建筑 模块按照一定的方式组装成新的超分子化合物。粘弹性表面活性剂也是分子缔合聚集的结 果，其应用于油气田压裂液，遇油后，聚集状态改变，变成球状低粘度液体，自动破胶，且由 于其为小分子无残渣，对地层伤害小；粘弹性表面活性剂压裂液现场施工简单，不需要过多 的设备，无需交联剂，破胶剂和其他助剂，因此，有其独特的优点。 美国专利5551516公开了一种粘弹性表面活性剂基压裂液，在该压裂液中，与阳 离子表面活性剂一起使用的还有如氯化钾或氯化铵的水溶性的无机盐和类似水杨酸钠的 有机盐或醇作为稳定剂。美国专利5964295、6435277、6412561公开了使用粘弹性表面活性 剂基压裂液的组成类型和使用方法。美国专利6703352公开了一种含碳链长12-24的单链 两性表面活性剂与无机盐、有机盐的复配成分。 CN1285700C公开了一种清洁压裂液的配方，由十八个碳原子的不饱和脂肪酸盐和 盐水混合或十八个碳原子的脂肪酸、无机碱和盐水混合。CN1752173A公开了一种清洁压 裂液添加剂，其组成为长碳链烷基季铵盐、长碳链烷基二甲基氧化胺、水杨酸盐、乙二醇醚、 低碳醇、水。CN101775276A公开了一种可在较高地层温度条件下使用的压裂液制备方法， 其包含Gemini阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、电解质盐、反离子盐、助溶剂和水等。 CN102181279A公开了一种多亲水基的阳离子季铵盐型表面活性剂压裂液。 尽管粘弹性表面活性剂类压裂液具有无残渣、对地层伤害小等诸多优点，但其较 高的使用浓度，相应的成本较高，因此需要进一步改进。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种超分子清洁压裂液，该压裂液 在较低的浓度下就可以得到较高的稠度和粘弹性，具有更好的流变性和携砂效果。 为达到上述目的，本专利技术提供了一种超分子清洁压裂液，以重量百分比计，该压裂 液包括两性表面活性剂0. 1 % -5%，含疏水基的阴离子型聚合物0. 1 % -0. 8%，阴离子表面 活性剂0-2%，盐0-4%，余量为水，其中： 所述两性表面活性剂为具有两个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂、 具有三个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂中的一种或两种的组合。 在上述压裂液中，优选地，所述两性表面活性剂具有如下述式I所示的分子结构【主权项】1. 一种超分子清洁压裂液，以重量百分比计，该压裂液包括两性表面活性剂 0. 1 % -5 %，含疏水基的阴离子型聚合物0. 1 % -0. 8 %，阴离子表面活性剂0-2 %，盐0-4 %， 余量为水，其中： 所述两性表面活性剂为具有两个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂、具有 三个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂中的一种或两种的组合。2. 根据权利要求1所述的超分子清洁压裂液，其中：两性表面活性剂具有如下述式I 所示的分子结构： 式I中，x为2或3;札为碳数是C24-54,且含有x个-CO-基团的酰基； 馬为碳数是C2-5的亚甲基基团； 馬为碳数是C1-4的烷基基团、-CH2CH2COO_或-CH2CH2OH; &为碳数是C1-4的烷基基团、-CH2CH2COO_或-CH2CH2OH; 1?5为-CH2-或-CH2CH2-。3. 根据权利要求2所述的超分子清洁压裂液，其中：所述具有如下述式II-IV中任 一项所示的结构：4. 根据权利要求1-3中任一项所述的超分子清洁压裂液，其中：所述两性表面活性剂 包括DIBT、TDIBT中的一种或两种的组合； 所述DIBT为二聚酰胺丙基甜菜碱表面活性剂；所述表面活性剂含有两个亲水基团和 一个疏水基团；所述疏水基团为碳数是36且含有两个-C0-的酰基； 所述TDIBT为二聚，三聚酰胺丙基甜菜碱混合表面活性剂，其中，以重量百分比计，所 述TDIBT的组成为80%DIBT和20 %酰胺丙基甜菜碱；所述酰胺丙基甜菜碱含有三个亲水 基团和一个疏水基团；所述疏水基团为碳数是54且含有三个-CO-的酰基。5. 根据权利要求1所述的超分子清洁压裂液，其中：所述含疏水基的阴离子型聚合物 为部分水解聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺包括疏水基团和阴离子基团，其分子量为10-500 万；所述疏水基团包括碳数为C12-22的直链或支链的碳氢链基团，所述疏水基团通过酰胺 键或酯键与主链相连；所述阴离子基团包括羧基或磺基。6. 根据权利要求1所述的超分子清洁压裂液，其中：以超分子清洁压裂液的重量百分 比计，所述阴离子表面活性剂的加入量为〇. 01-2%，所述阴离子表面活性剂包括烷基羧酸 盐、烷基硫酸盐、烷基脂肪聚氧乙烯醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基醇聚醚磺基 琥珀酸单酯盐中的一种或几种的组合，所述烷基碳数为C8-22 ; 优选地，所述阴离子表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠 中的一种或几种的组合。7. 根据权利要求1所述的超分子清洁压裂液，其中：以超分子清洁压裂液的重量百分 比计，所述盐的加入量为〇. 1% -2%，所述盐包括氯化钾、氯化铵、季铵盐中的一种或几种 的组合。8. -种制备权利要求1-7中任一项所述的超分子清洁压裂液的方法，其包括以下步 骤： 将两性表面活性剂、阴离子表面活性剂和盐混合后加入到含疏水基的阴离子型聚合物 的水溶液中，搅拌均匀，得到超分子清洁压裂液。9. 根据权利要求8所述的方法，其中：所述两性表面活性剂的制备方法包括以下步 骤： 将起始酸与有机胺在160_180°C下反应3-8小时，得到第一反应中间体； 蒸馏掉第一反应中间体中的水和剩余的有机胺，得到第二反应中间体； 将上述第二反应中间体与氯乙酸钠水溶液在70-80°C下反应4-6小时，得到两性表面 活性剂；其中， 所述起始酸为二聚十八酸和/或三聚十八酸；所述有机胺为N，N-二甲基-1，3-丙二 胺。10. 权利要求1-7中任一项所述的超分子清洁压裂液在油气田压裂中的应用。【专利摘要】本专利技术提供了。以重量百分比计，该压裂液包括两性表面活性剂0.1％-5％，含疏水基的阴离子型聚合物0.1％-0.8％，阴离子表面活性剂0-2％，盐0-4％，余量为水，其中：所述两性表面活性剂为具有两个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂、具有三个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂中的一种或两种的组合；该超分子清洁压裂液能够应用于油气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超分子清洁压裂液，以重量百分比计，该压裂液包括两性表面活性剂0.1％‑5％，含疏水基的阴离子型聚合物0.1％‑0.8％，阴离子表面活性剂0‑2％，盐0‑4％，余量为水，其中：所述两性表面活性剂为具有两个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂、具有三个亲水基和一个疏水基的酰胺类两性表面活性剂中的一种或两种的组合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨江，崔伟香，管保山，邱晓惠，卢拥军，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11