一种可重复利用的表面活性剂类压裂液及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法，包括以下步骤：将有机酸与N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺化合物混合均匀后，加热至150‑180℃反应4‑6小时，冷却至室温，反应得到中间体；将中间体与二卤化物在乙醇水溶液中混合均匀，搅拌升温至60‑90℃，反应3‑5小时，冷却至室温，得到表面活性剂；按质量百分比，将2％‑4％的表面活性剂和1％‑3％卤化物水溶液依次加入到水中搅拌均匀，即可得到表面活性剂压裂液。本发明专利技术配方简单，耐温耐剪切性能好，不需要添加化学破胶剂，遇油遇水即可破胶，返排能力强，无残渣，能有效稳定黏土，储层伤害低，返排液经简单处理可重复利用，可以节省大量的水和添加剂，降低成本。

A reusable surfactant type fracturing fluid and preparation method

\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e86\u4e00\u79cd\u53ef\u91cd\u590d\u5229\u7528\u7684\u8868\u9762\u6d3b\u6027\u5242\u7c7b\u538b\u88c2\u6db2\u7684\u5236\u5907\u65b9\u6cd5\uff0c\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u6b65\u9aa4\uff1a\u5c06\u6709\u673a\u9178\u4e0eN,N\u2011\u4e8c\u7532\u57fa\u20111,3\u2011\u4e19\u4e8c\u80fa\u5316\u5408\u7269\u6df7\u5408\u5747\u5300\u540e\uff0c\u52a0\u70ed\u81f3150\u2011180\u2103\u53cd\u5e944\u20116\u5c0f\u65f6\uff0c\u51b7\u5374\u81f3\u5ba4\u6e29\uff0c\u53cd\u5e94\u5f97\u5230\u4e2d\u95f4\u4f53\uff1b\u5c06\u4e2d\u95f4\u4f53\u4e0e\u4e8c\u5364\u5316\u7269\u5728\u4e59\u9187\u6c34\u6eb6\u6db2\u4e2d\u6df7\u5408\u5747\u5300\uff0c\u6405\u62cc\u5347\u6e29\u81f360\u201190\u2103\uff0c\u53cd\u5e943\u20115\u5c0f\u65f6\uff0c\u51b7\u5374\u81f3\u5ba4\u6e29\uff0c\u5f97\u5230\u8868\u9762\u6d3b\u6027\u5242\uff1b\u6309\u8d28\u91cf\u767e\u5206\u6bd4\uff0c\u5c062\uff05\u20114\uff05\u7684\u8868\u9762\u6d3b\u6027\u5242\u548c1\uff05\u20113\uff05\u5364\u5316\u7269\u6c34\u6eb6\u6db2\u4f9d\u6b21\u52a0\u5165\u5230\u6c34\u4e2d\u6405\u62cc\u5747\u5300\uff0c\u5373\u53ef\u5f97\u5230\u8868\u9762\u6d3b\u6027\u5242\u538b\u88c2\u6db2\u3002 The invention has the advantages of simple formulation, temperature and shearing performance is good, do not need to add chemical gel breaking agent, in case of oil or water can gelout, flowback ability, no residue, can effectively stabilize clay, and low damage to reservoirs, fracturing liquid can be reused after simple processing, can save a lot of water and additive. Reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种可重复利用的表面活性剂类压裂液及制备方法
本专利技术涉及油田压裂液
，特别是涉及一种可重复利用的表面活性剂压裂液及其制备方法。
技术介绍
压裂液是压裂改造的重要组成部分和关键环节，在石油开采中起着非常重要的作用。目前常用的水基植物胶压裂液，存在着压裂液破胶残渣高、返排率低，对地层伤害大等缺点，导致裂缝和地层的渗透能力降低，影响压裂改造效果。表面活性剂类清洁压裂液由于具有无残渣、易破胶、返排性好，对地层伤害小等优点，可有效解决常规水基压裂液在返排过程中由于破胶不彻底对储层造成的极大伤害，越来越受到人们的广泛关注。但是目前的清洁压裂液存在耐温能力差，不能适用于高温深层的油层改造；压裂液体系组成复杂，成本高，返排液处理困难等缺点，因此有必要展耐温性好、成本低的新型可重复利用表面活性剂类压裂液体系的研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可重复利用的表面活性剂类压裂液及制备方法，解决现有技术中体系组成复杂、成本高、耐温性差、返排液处理困难等问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法，包括以下步骤：(1)将有机酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至150-180℃反应4-6小时，冷却至室温，反应得到中间体；(2)将中间体与二卤化物在乙醇水溶液中混合均匀，搅拌升温至60-90℃，反应3-5小时，冷却至室温，得到表面活性剂；(3)按质量百分比，将2％-4％的表面活性剂和1％-3％卤化物水溶液依次加入到水中搅拌均匀，即可得到表面活性剂压裂液；有机酸：N,N-二甲基-1，3-丙二胺：二卤化物的投料摩尔比为：1:(1.05-1.10)：(0.45-0.48)；乙醇水溶液加量为反应物总质量的8-10％。所述有机酸为C18-C20、C24长链不饱和脂肪酸。所述二卤化物为X(CH2)nX，其中X为Cl或者Br,n为2-6。所述卤化物为氯化铵或者氯化钾。所述乙醇水溶液质量百分比浓度为50％。上述可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法制得的可重复利用的表面活性剂类压裂液。本专利技术的有益效果是：配方简单，耐温耐剪切性能好，不需要添加化学破胶剂，遇油遇水即可破胶，返排能力强，无残渣，能有效稳定黏土，储层伤害低，返排液经简单处理可重复利用，可以节省大量的水和添加剂，降低成本。附图说明图1为实施例3配制的压裂液在130℃，170s-1下的耐温耐剪切曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：本专利技术的可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法，包括以下步骤：(1)将有机酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至150-180℃反应4-6小时，冷却至室温，反应得到中间体；(2)将中间体与二卤化物在乙醇水溶液中混合均匀，搅拌升温至60-90℃，反应3-5小时，冷却至室温，得到表面活性剂；(3)按质量百分比，将2％-4％的表面活性剂和1％-3％卤化物水溶液依次加入到水中搅拌均匀，即可得到表面活性剂压裂液；有机酸：N,N-二甲基-1，3-丙二胺：二卤化物的投料摩尔比为：1:(1.05-1.10)：(0.45-0.48)；乙醇水溶液加量为反应物总质量的8-10％。所述有机酸为C18-C20、C24长链不饱和脂肪酸。所述二卤化物为X(CH2)nX，其中X为Cl或者Br,n为2-6。所述卤化物为氯化铵或者氯化钾。所述乙醇水溶液质量百分比浓度为50％。上述可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法制得的可重复利用的表面活性剂类压裂液。本专利技术由增稠剂和交联剂两种组分组成，其中增稠剂同时可以起到助排剂作用，交联剂可以同时起到防膨剂效果。实施例1：投料摩尔比：亚麻酸:N,N-二甲基-1,3-丙二胺:二卤化物＝1:1.05:0.45；乙醇水溶液(质量百分比浓度50％，下同)加量为反应物总质量的8％。将亚麻酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至150℃反应4小时，冷却至室温，反应得到中间体。将中间体与1,2-二氯乙烷在乙醇水溶液(50％)中混合均匀，搅拌升温至70℃，反应4小时，冷却至室温，得到表面活性剂。将2％的表面活性剂和1％氯化钾水溶液(20％)依次加入到水中搅拌均匀，得到表面活性剂压裂液。实施例2：投料摩尔比：二十烯酸:N,N-二甲基-1,3-丙二胺:二卤化物＝1:1.08:0.47；乙醇水溶液(50％)加量为反应物总质量的10％。将二十烯酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至160℃反应5小时，冷却至室温，反应得到中间体。将中间体与1,2-二氯丙烷在乙醇水溶液(50％)中混合均匀，搅拌升温至80℃，反应4小时，冷却至室温，得到表面活性剂。将3％的表面活性剂和2％氯化铵水溶液(20％)依次加入到水中搅拌均匀，得到表面活性剂压裂液。实施例3：投料摩尔比：油酸:N,N-二甲基-1,3-丙二胺:二卤化物＝1:1.08:0.48；乙醇水溶液(50％)加量为反应物总质量的10％。将油酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至170℃反应4小时，冷却至室温，反应得到中间体。将中间体与1,2-二溴丙烷在乙醇水溶液(50％)中混合均匀，搅拌升温至80℃，反应3小时，冷却至室温，得到表面活性剂。将2％的表面活性剂和1％氯化铵水溶液(20％)依次加入到水中搅拌均匀，得到表面活性剂压裂液。实施例4：投料摩尔比：亚油酸:N,N-二甲基-1,3-丙二胺:二卤化物＝1:1.10:0.45；乙醇水溶液(50％)加量为反应物总质量的9％。将亚油酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至180℃反应6小时，冷却至室温，反应得到中间体。将中间体与1,2-二氯丙烷在乙醇水溶液(50％)中混合均匀，搅拌升温至60℃，反应5小时，冷却至室温，得到表面活性剂。将1％的表面活性剂和3％卤化物水溶液(30％)依次加入到水中搅拌均匀，得到表面活性剂压裂液。专利技术的效果性能评价：按照标准SY/T6376-2008《压裂液通用技术条件》、SY/T5107-2005《水基压裂液性能评价方法》和SY/T5185-2008《砾石充填防砂水基携砂液性能》对本实施例1-5中表面活性剂类压裂液进行性能评价。1、携砂性能压裂液的携砂性能对压裂裂缝的导流性能起着非常重要的作用，我们对实施例1-4的携砂性能进行了测试，结果如表1所示。表1表面活性剂压裂液携砂性能从表1中可以看出，本实施例表面活性剂压裂液中陶粒的沉降速度均小于0.010cm/s，该清洁压裂液体系具有较好的携砂能力。2、破胶性能该表面活性剂类清洁压裂液遇油地层中的油类、烃类或者遇水稀释导致表面活性剂浓度降低时，压裂液即可破胶，无需再加入其它破胶剂。破胶液无残渣，表界面张力低，易返排。通过加入4％的乙二醇单丁醚，我们对实施例1-4的破胶性能进行了测试，结果如表2所示。表2表面活性剂压裂液破胶性能从表2中可以看出实施例1-4破胶后粘度均小于5.0mPa.s，表面张力小于28mN/m，界面张力小于2mN/m，具有较好的破胶性能和助排效果，易返排，无残渣，对储层伤害小。3、防膨性能该清洁压裂液体系自身具有防膨效果，我们对实施例1-4的防膨性能进行了测试，结果如表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将有机酸与N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺化合物混合均匀后，加热至150‑180℃反应4‑6小时，冷却至室温，反应得到中间体；(2)将中间体与二卤化物在乙醇水溶液中混合均匀，搅拌升温至60‑90℃，反应3‑5小时，冷却至室温，得到表面活性剂；(3)按质量百分比，将2％‑4％的表面活性剂和1％‑3％卤化物水溶液依次加入到水中搅拌均匀，即可得到表面活性剂压裂液；有机酸：N,N‑二甲基‑1，3‑丙二胺：二卤化物的投料摩尔比为：1:(1.05‑1.10)：(0.45‑0.48)；乙醇水溶液加量为反应物总质量的8‑10％。

【技术特征摘要】
1.一种可重复利用的表面活性剂类压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将有机酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺化合物混合均匀后，加热至150-180℃反应4-6小时，冷却至室温，反应得到中间体；(2)将中间体与二卤化物在乙醇水溶液中混合均匀，搅拌升温至60-90℃，反应3-5小时，冷却至室温，得到表面活性剂；(3)按质量百分比，将2％-4％的表面活性剂和1％-3％卤化物水溶液依次加入到水中搅拌均匀，即可得到表面活性剂压裂液；有机酸：N,N-二甲基-1，3-丙二胺：二卤化物的投料摩尔比为：1:(1.05-1.10)：(0.45-0.48)；乙醇水溶液加量为反应物总质量的8-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，王红科，牛增前，马洪芬，赵鹏，靳剑霞，王越，徐昊垠，徐瑞国，张荣港，吴浩，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12