新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用。该方法为：(1)采用脂肪酸和二甲胺基丙胺制备酰胺产物中间体A；(2)将二氯乙烷、二乙醇胺、NaOH和乙醇置于反应容器中，回流反应20～24h，然后冷却至室温，除去乙醇，得中间体B；(3)将酰胺产物中间体A和中间体B加入反应容器中，再加入乙醇混合，回流反应10～12h，得新型多子粘弹性表面活性剂。本发明专利技术方法制备得到的新型多子粘弹性表面活性剂，可用于制备一种低成本耐高温清洁压裂液，提升压裂液的耐高温、抗剪切以及悬砂等性能。

New multi daughter viscoelastic surfactant, preparation method and application thereof

The present invention discloses a new kind of multi viscoelastic surfactant and its preparation and application. The method is as follows: (1) preparation of A amide product intermediates with fatty acid and preparation of propanamine two methylamine; (2) two ethyl chloride, two ethanol, NaOH and ethanol in the reaction container, refluxing for 20 ~ 24h, then cooled to room temperature, the removal of ethanol, the intermediate B; (3) the amide product intermediates A and intermediate B into a reaction vessel, adding ethanol, refluxing for 10 ~ 12h, a new breed of viscoelastic surfactant. The new multi daughter viscoelastic surfactant prepared by the method can be used for preparing a low cost and high temperature resistant clean fracturing fluid and improving the performance of the fracturing fluid such as high temperature resistance, shearing resistance and suspending sand.

【技术实现步骤摘要】
新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用
本专利技术属于石油开采行业中储层用压裂液
，具体涉及一种新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用。
技术介绍
目前把能够在水溶液中形成粘弹性流体的表面活性剂称为粘弹性表面活性剂。与以瓜胶为主要稠化剂的水基压裂液体系相比，这类以表面活性剂为稠化剂的清洁压裂液更具有优异的综合性能，如：①用量少，成本低；②性能突出，做成的VES清洁压裂液可耐100℃以上高温；③低摩阻，携砂性能良好；④不含高分子聚合物，分子量小，容易返排，不会对地层造成伤害等，因此在油气田增产中的许多领域和环节得到了应用。1997年斯伦贝谢公司将粘弹性表面活性剂(简称VES)用于压裂作业中，取得了显著的效果，并把这种压裂液称之为“清洁压裂液”。国内自1999年引进VES清洁压裂液以来，对VES清洁压裂液的各项研究及应用也变得越来越多，然而国内的研究主要集中在描述溶液流变特性、胶束的形态及弹性产生的机理，研究也还处于起步阶段，而对运用性研究还有所欠缺。目前，国内用于清洁压裂液粘弹性表面活性剂有VES-A、VES-J、FRK-VES、NGA、BHJ-Y等，这些表面活性剂中以两性表面活性剂居多，兼有阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，虽然相继提出各种新型的表面活性稠化剂，但是它们存在一些普遍问题，如耐温性差，普遍在60-90℃之间，此外此类表面活性剂存在成本问题。因此，低成本耐高温清洁压裂液体系的开发受到了人们的广泛关注，目前国内现场使用的VES清洁压裂液体系的耐温能力较差，限制了该技术的推广应用。因此需要开发耐温性能优、价格低廉、悬砂性能优异、环保的新型VES清洁压裂液系统。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用，解决耐温性能差、成本高、悬砂性能差的问题。一种新型多子粘弹性表面活性剂，其结构式为：新型多子粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将脂肪酸置于反应容器中，通入氩气10min后，向其中加入二甲胺基丙胺，再加入适量催化剂含量为3～5wt％的溶液，于150～170℃、氩气保护的条件下，回流反应7～12h，冷却至室温，除去未反应的胺和水，得酰胺产物中间体A；其化学反应式为：(2)将二氯乙烷、二乙醇胺、NaOH和乙醇置于反应容器中，于80～90℃、油浴的条件下，回流反应20～24h，然后冷却至室温，除去乙醇，得中间体B；其化学反应式为：(3)将酰胺产物中间体A和中间体B加入反应容器中，再加入乙醇混合，回流反应10～12h，然后除去乙醇，得乳黄色黏稠物，即为新型多子粘弹性表面活性剂；其化学反应式为：进一步地，结构式中RCO-为芥酸酰基，山嵛酸酰基，油酸酰基，硬脂酸基。进一步地，步骤(1)中脂肪酸与二甲胺基丙胺的摩尔质量比为1:1.1～1:1.3。进一步地，步骤(1)中催化剂为磷酸、次磷酸、三氟化硼、醋酸钾、醋酸钠、醋酸铵、醋酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、乙醇钠和乙醇钾中的一种或多种。进一步地，步骤(1)中脂肪酸为芥酸、山嵛酸、油酸或硬脂酸。进一步地，步骤(2)中二氯乙烷和二乙醇胺的摩尔质量比为1:2～1:3。进一步地，步骤(3)中酰胺产物中间体A和中间体B的摩尔质量比为1～2:1。上述新型多子粘弹性表面活性剂在制备低成本耐高温清洁压裂液中的应用。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的新型多子粘弹性表面活性剂可用于制备低成本耐高温清洁压裂液，低成本耐高温清洁压裂液原料用量少、成本低、容易制备，同时还具有优良的耐高温抗剪切性能，优异的悬砂性能，并且能够自动破胶、破胶彻底、对储层伤害小和适用范围广的特点。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。实施例1一种新型多子粘弹性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将0.2mol山嵛酸加入250mL三颈烧瓶中，通氩气10min去除氧气，再加入0.22mol的二甲胺基丙胺，然后滴加水溶解的次磷酸含量为5wt％的溶液，滴加完毕升温至150～170℃，氩气保护，回流反应12h，冷却，减压蒸馏除去未反应的胺及水，得到所需酰胺产物中间体A；(2)将0.1mol二氯乙烷、0.2mol二乙醇胺、适量NaOH和100mL乙醇加入到250mL圆底烧瓶中，80℃油浴中冷凝回流反应24h，冷却至室温除去溶剂，得到中间体B；(3)将0.2mol酰胺产物中间体A和0.1mol中间体B加入到500mL圆底烧瓶中混合，加入乙醇作为溶剂溶解，回流反应12h，停止反应除去乙醇，得到乳黄色黏稠产品，即为新型多子粘弹性表面活性剂。实施例2一种新型多子粘弹性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将0.2mol山嵛酸加入250mL三颈烧瓶中，通氩气10min去除氧气，再加入0.24mol的二甲胺基丙胺，然后滴加水溶解的次磷酸含量为3wt％的溶液，滴加完毕升温至150℃，氩气保护，回流反应7h，冷却，减压蒸馏除去未反应的胺及水，得到所需酰胺产物中间体A；(2)将0.1mol二氯乙烷、0.25mol二乙醇胺、适量NaOH和100mL乙醇加入到250mL圆底烧瓶中，90℃油浴中冷凝回流反应20h，冷却至室温除去溶剂，得到中间体B；(3)将0.2mol酰胺产物中间体A和0.1mol中间体B加入到500mL圆底烧瓶中混合，加入乙醇作为溶剂溶解，回流反应10h，停止反应除去乙醇，得到乳黄色黏稠产品，即为新型多子粘弹性表面活性剂。实施例3一种新型多子粘弹性表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将0.2mol硬脂酸加入250mL三颈烧瓶中，通氩气10min去除氧气，再加入0.26mol的二甲胺基丙胺，然后滴加水溶解的醋酸钠含量为5wt％的溶液，滴加完毕升温至164℃，氩气保护，回流反应8h，冷却，减压蒸馏除去未反应的胺及水，得到所需酰胺产物中间体A；(2)将0.1mol二氯乙烷、0.3mol二乙醇胺、适量NaOH和100mL乙醇加入到250mL圆底烧瓶中，86℃油浴中冷凝回流反应24h，冷却至室温除去溶剂，得到中间体B；(3)将0.2mol酰胺产物中间体A和0.1mol中间体B加入到500mL圆底烧瓶中混合，加入乙醇作为溶剂溶解，回流反应10h，停止反应除去乙醇，得到乳黄色黏稠产品，即为新型多子粘弹性表面活性剂。实验例配置一份高温清洁压裂液的配方，包括以下重量百分比的成分：氯化钾0.5％～1％、实施例1所得的新型多子粘弹性表面活性剂0.2％～2％和余量为水，制得新型低成本高温清洁压裂液。制备得到的新型低成本高温清洁压裂液在140℃、170s-1的条件下剪切1h，粘度仍能保持在40mPa·s，而且将这种新型低成本耐高温清洁压裂液以10:1及5:1的比例与原油或者柴油混合，在使用温度下均可3h内完全破胶，且破胶液粘度小于5mPa·s。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型多子粘弹性表面活性剂，其特征在于，其结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种新型多子粘弹性表面活性剂，其特征在于，其结构式为：2.权利要求1所述的新型多子粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将脂肪酸置于反应容器中，通入氩气10min后，向其中加入二甲胺基丙胺，再加入适量催化剂含量为3～5wt％的溶液，于150～170℃、氩气保护的条件下，回流反应7～12h，冷却至室温，除去未反应的胺和水，得酰胺产物中间体A；其化学反应式为：(2)将二氯乙烷、二乙醇胺、NaOH和乙醇置于反应容器中，于80～90℃、油浴的条件下，回流反应20～24h，然后冷却至室温，除去乙醇，得中间体B；其化学反应式为：(3)将酰胺产物中间体A和中间体B加入反应容器中，再加入乙醇混合，回流反应10～12h，然后除去乙醇，得乳黄色黏稠物，即为新型多子粘弹性表面活性剂；其化学反应式为：3.根据权利要求1中所述的新型多子粘弹性表面活性剂，其特征在于，所述结构式中RCO-为芥酸酰基、山嵛酸酰基、油酸酰基或硬脂酸基。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：毛金成，王萍，
申请(专利权)人：四川格鑫拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51