两性双子表面活性剂、耐温抗盐纳米乳液及制备方法和应用技术

本申请公开了一种两性双子表面活性剂、耐温抗盐纳米乳液及其制备方法和应用，其中，所述耐温抗盐纳米乳液按重量百分比计含有：5～30％油相，10～40％主表面活性剂，5～30％副表面活性剂，3～18％助表面活性剂以及余量的水，其中，所述主表面活性剂为本申请所公开的两性双子表面活性剂。本申请的纳米乳液通过引入具有苯基链接基的两性双子表面活性剂，使其具有显著的耐温抗盐作用，耐温达150℃，抗盐在30％NaCl以上，且具有表面活性高、返排效率高、洗油效率高等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
两性双子表面活性剂、耐温抗盐纳米乳液及制备方法和应用
本申请属于石油开采
，特别涉及一种两性双子表面活性剂、耐温抗盐纳米乳液及其制备方法和应用。
技术介绍
目前在国内外，对于非常规油气藏的开发越来越深入和规模化。特别是对于致密油藏以及页岩气的开发更是如火如荼。而水力压裂技术则是对非常规油气增产的成熟而常用的技术手段。对于致密油气井，即便压裂方案对每段每簇裂缝都设计了近似的压裂规模，但现场的分布温度光纤测试(DTS)和生产测井结果往往显示各簇裂缝的发育程度差别很大，超过70％的单井产量来自于仅20％的裂缝。根据压裂过程中注入的压裂液量、井筒体积与设计人工裂缝总体积进行物料平衡计算，发现超过90％的压裂液进入了未支撑的诱导性裂缝中。研究表明，由于这类诱导性裂缝的缝宽通常在微米、亚微米量级，常规尺寸的支撑剂无法进入其中而无法实现有效支撑，无法在生产过程中为油气流动提供足够的导流能力。水力压裂施工过程中，数以万方的压裂液以高排量被注入储集层以形成人工裂缝网络。目前压裂作业中，仅有20-50％以下的压裂液能够顺利返排，因而绝大部分压裂液进入了地层，在近井地带还容易造成“水锁”现象，导致油气无法溢出。大量的压裂液中含有大分子人工合成聚合物以及天然高分子植物胶的残留也对地层造成了一定的伤害。为了解决上述问题，研发人员进行了专注的研究。纳米乳液因其具有纳米尺度，能够进入地层深部和细微裂缝发挥功效。同时纳米乳液自身具有良好的稳定性等特点，在压裂液中发挥着越来越大的作用。但是，目前公开出的压裂用纳米乳液大都是围绕着防膨和返排作用研制的，这些压裂液产品虽然可以在近井地带发挥一定功效，但对于深入地层内部甚至残留在地层中接触到油气的那部分压裂液来说，没有发挥出它的功效。而且压裂液在地层深部不断的行进和滞留过程中，温度和矿化度也不断地提高，对压裂液中活性剂带来了更高的要求。
技术实现思路
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请期望提供一种两性双子表面活性剂以及含有该两性双子表面活性剂的压裂液用耐温抗盐纳米乳液，该纳米乳液粒径小，可有效注入致密油藏，并且该纳米粒子具有高表面活性、强耐温抗盐能力，从而有效提高油藏采收率。作为本申请的第一方面，本申请提供了一种两性双子表面活性剂。作为优选，所述两性双子表面活性剂具有如下的结构通式：其中，n为2～3；R1为甲基、乙基或C8～C10的烷基，R2为C10～C18的烷基。作为优选，所述两性双子表面活性剂是将烷基(R1)取代的对苯二胺同溴代烷基(R2)胺和溴烷基磺酸盐在二氯甲烷的溶剂中，于温度60～80℃下接触反应所制得。作为本申请的第二方面，本申请提供了第一方面所述的两性双子表面活性剂在制备压裂液用耐温抗盐纳米乳液中的应用。作为本申请的第三方面，本申请提供了一种压裂液用耐温抗盐纳米乳液。作为优选，按质量百分比计，所述的压裂液用耐温抗盐纳米乳液含有以下组分：其中，所述主表面活性剂为本申请第一方面所述的两性双子表面活性剂。作为优选，所述油相为白油、石脑油、菜籽油、橄榄油、松节油中的一种或几种的混合物。作为优选，所述的副表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱中的一种或几种的混合物；所述的助表面活性剂为乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、戊醇、异戊醇、己醇、异己醇、正辛醇、乙二醇、丙二醇中一种或几种的混合物。作为优选，所述的烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、烷基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱的烷基链长度为10～22。作为优选，所述的烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚的聚氧乙烯EO数为3～9。作为优选，所述压裂液用耐温抗盐纳米乳液的粒径为10～50nm。作为本申请的第四方面，本申请提供了第二方面所述的压裂液用耐温抗盐纳米乳液的制备方法。作为优选，所述制备方法包括如下步骤：将主表面活性剂和副表面活性剂溶解在油相中，以100～400rpm的搅拌速度搅拌均匀；升温至40～70℃，搅拌反应30～50min后，缓慢滴加水和助表面活性剂，继续搅拌30～90min，即得所述压裂液用耐温抗盐纳米乳液。作为本申请的第五方面，本申请提供了第二方面所述的压裂液用耐温抗盐纳米乳液在油田压裂作业中的应用。本申请的有益效果：1)本申请所公开的两性双子表面活性剂具有苯基链接基和磺酸钠基，具有优秀的耐温抗盐性能和油水界面张力能力。2)本申请的纳米乳液通过引入具有苯基链接基的两性双子表面活性剂，使得该纳米乳液具有显著的耐温抗盐作用，耐温达150℃，抗盐在30％NaCl以上，且具有表面活性高、返排效率高、洗油效率高等诸多优点；3)本申请的纳米乳液通过引入不同的油相组合，利用不同油相在分子量、极性、粘度、密度、脂肪酸链长和水溶性等性质上的不同和界面特性的不同，协同影响乳化过程中油滴的分散和界面流动性，使得本申请的纳米乳液粒径较小，且对采出的原油具有较好的降粘降凝效果，更加有利于原油的采出。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本申请实施例1的双子表面活性剂的红外图谱。图2为本申请实施例2和实施例3的纳米乳液同市售表面活性剂DBS在300000TDS盐水里的静态洗油曲线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。需要说明的是，若无特别说明，本申请所涉及的原料均为市场上可购买的原料。本申请的实施例提供了一种两性双子表面活性剂，该两性双子表面活性剂具有如下的结构通式：其中，n为2～3；R1为甲基、乙基或C8～C10的烷基，R2为C10～C18的烷基。本申请的上述两性双子表面活性剂的具有苯基链接基以及磺酸钠基团，赋予了该表面活性剂优秀的耐温抗盐性能和油水界面张力能力，其相较于单子表面活性剂和阳离子表面活性剂而言还具有临界胶束浓度低、地层吸附小、地层伤害小等优势。其中，本申请基于原油的碳链，对上述两性双子表面活性剂的R1和R2基团进行选择，优选R1为甲基、乙基或C8～C10的烷基，R2为C10～C18的烷基，可以使得两性双子表面活性剂具有更低的界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两性双子表面活性剂，其特征在于，具有如下的结构通式：/n

【技术特征摘要】
1.一种两性双子表面活性剂，其特征在于，具有如下的结构通式：



其中，n为2～3；R1为甲基、乙基或C8～C10的烷基，R2为C10～C18的烷基。


2.根据权利要求1所述的两性双子表面活性剂，其特征在于，所述两性双子表面活性剂是将烷基(R1)取代的对苯二胺同溴代烷基(R2)胺和溴烷基磺酸盐在二氯甲烷的溶剂中，于温度60～80℃下接触反应所制得。


3.如权利要求1或2所述的两性双子表面活性剂在制备压裂液用耐温抗盐纳米乳液中的应用。


4.一种压裂液用耐温抗盐纳米乳液，其特征在于，按质量百分比计，所述的压裂液用耐温抗盐纳米乳液含有以下组分：



其中，所述主表面活性剂为权利要求1或2所述的两性双子表面活性剂。


5.根据权利要求4所述的压裂液用耐温抗盐纳米乳液，其特征在于，所述油相为白油、石脑油、菜籽油、橄榄油、松节油中的一种或几种的混合物。


6.根据权利要求4所述的压裂液用耐温抗盐纳米乳液，其特征在于，所述的副表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚、烷基胺聚氧乙烯醚、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文熙，
申请(专利权)人：北京九恒质信能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11