一种氧化铵表面活性剂压裂液制造技术

本发明专利技术公开了一种氧化铵表面活性剂压裂液，其包括如下质量百分比的组分：表面活性剂A1

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铵表面活性剂压裂液


[0001]本专利技术涉及油气开采
，特别涉及一种氧化铵表面活性剂压裂液。

技术介绍

[0002]压裂液是压裂施工的核心技术，是决定压裂成败的关键。目前,压裂液主要分为水基压裂液、油基压裂液、乳化压裂液和泡沫压裂液等几类。其中水基冻胶压裂液是应用最广泛的一类压裂液，其增稠剂是一些大分子聚合物，如改性胍胶羧甲基纤维素及聚丙烯酰胺等。这些大分子聚合物，虽然成胶质量好，但因其溶解分散性差，水不溶物多，易形成“鱼眼”等，使得聚合物的利用率大大降低。另外，增稠剂与交联剂交联形成的超大分子中就有相当一部分未彻底破胶的物质和水不溶物(20％～60％)，在压裂施工后驻留在地层裂缝中，使地层渗透率下降,导致压裂改造效果降低。人们已经认识到这种危害，也进行了一些改进，但在降低残渣减少伤害方面仍收效甚微。高效、低伤害、低成本是压裂液发展的主体，粘弹性表面活性剂压裂液是近些年来研究和应用的热点，作为水基压裂液，它具有无与伦比的优势和广阔的发展空间，但目前该类产品存在不耐温、成本高，合成工艺复杂等缺点，严重限制了它的应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有表面活性剂压裂液存在的不耐温、成本高，合成工艺复杂等缺陷，提供一种适用温度高，配制工艺简单的氧化铵表面活性剂压裂液。
[0004]本专利技术提供的氧化铵表面活性剂压裂液的组分包括如下质量百分比的组分：
[0005]表面活性剂A1-6％、氯化钾3-4％、氢氧化钠0.1-0.15％，其余为水；所述表面活性剂A是氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂的复配物；氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂三者的用量质量比为2:1:3。醇溶剂为异丙醇、丙二醇、甲醇、乙醇中的一种或多种。
[0006]所述氧化铵的制备方法是：将N,N-二甲基-1,3-丙二胺、介酸和催化剂亚磷酸加入反应容器，升温至100-130℃，反应6-7h，然后升温至180℃蒸发除去水，得到中间产物；向中间产物中加入浓度35％的双氧水，升温至60-80℃，反应时间5-6h，得到氧化铵。制备得到的氧化铵中可以加入亚硫酸钠，搅拌均匀，以除去过量的过氧化氢。
[0007]优选的是，氧化铵制备过程中，双氧水分3批次加入，首先加入三分之一的双氧水，升温至60-80℃，反应2h；然后加入三分之一的双氧水，继续反应2h；最后加入剩余的三分之一双氧水，继续反应2h，得到氧化铵。
[0008]将氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂进行复配，得到表面活性剂A。
[0009]压裂液的具体组分百分含量如下：
[0010]表面活性剂A1-6％、氯化钾3-4％、氢氧化钠0.1-0.15％，其余为水。
[0011]压裂液制备方法：
[0012]步骤1、将N,N-二甲基-1,3-丙二胺、介酸和催化剂亚磷酸加入反应容器，升温至
100-130℃，反应6-7h，然后升温至180℃蒸发除去水，得到中间产物；向中间产物中加入过量的浓度35％的双氧水，升温至60-80℃，反应时间5-6h，得到氧化铵；将氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂按照质量比2:1:3进行复配，得到表面活性剂A；
[0013]步骤2、将氯化钾和氢氧化钠加入水中，搅拌溶解，配制成盐水；
[0014]步骤3、将表面活性剂A加入盐水中，搅拌30分钟，得到氧化铵表面活性剂压裂液。
[0015]上述方法中，制备的氧化铵中可以加入亚硫酸钠，搅拌均匀，以除去过量的过氧化氢。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益之处在于：
[0017](1)氧化铵表面活性剂压裂液破胶后呈半透明液体，其水液粘度几乎为零，并且没有残渣，极易返排。同时清洁压裂液不形成滤饼，其滤失速度是液体粘度和弹性的函数，滤失率基本不随时间变化；在地层渗透率低于5毫达西时，该粘弹性液体很难进入孔隙喉道。实验表明清洁压裂液对地层污染远低于瓜胶聚合物压裂液。
[0018](2)由于不需要对聚合物进行水化，表面活性剂的浓度可在往盐水中添加的过程中不断计量，使搅拌筒单易行.不需要交联剂、破胶剂、或其它化学添加剂，消除了聚合物水化造成的变异和破胶剂的影响，也不需要大量的仪表和泵注系统，简单的操作是清洁压裂液的关键技术。
[0019](3)本专利技术的压裂液在120℃/170-1
剪切速率下，其粘度仍能达到50mpa.s以上。
[0020](4)实验分析表明具有弹性且在低剪切速率下有较高粘度的清洁压裂液对支撑剂具很好的悬浮能力，而且不需破胶剂且遇油和水破胶彻底。
[0021]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0022]图1、压裂液的剪切粘度恢复性测试数据图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0024]实施例1
[0025]表面活性剂A的制备方法：步骤(1)、将212kg N,N-二甲基-1,3-丙二胺、670.0kg介酸和836.5kg催化剂亚磷酸加入反应容器，升温至130℃，反应7h，然后升温至180℃蒸发除去水，得到中间产物；步骤(2)、向中间产物中加入150kg的浓度35％的双氧水，升温至60℃，反应时间5h，得到氧化铵；步骤(3)、将氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂按照质量比2:1:3进行复配，得到表面活性剂A。醇溶剂是甲醇。
[0026]实施例2
[0027]表面活性剂A的制备方法：步骤(1)、将222kg N,N-二甲基-1,3-丙二胺、670.0kg介酸和836.5kg催化剂亚磷酸加入反应容器，升温至100℃，反应6h，然后升温至180℃蒸发除去水，得到中间产物；步骤(2)、向中间产物中加入50kg的浓度35％的双氧水，升温至80℃，反应时间2h，然后再加入50kg浓度35％的双氧水，继续反应2h，最后再加入，50kg浓度35％
的双氧水，继续反应2h，得到氧化铵；步骤(3)、将氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂按照质量比2:1:3进行复配，得到表面活性剂A。醇溶剂是异丙醇与甲醇的等质量比混合物。
[0028]在反应过程中，如果体系粘度不断增加，搅拌困难时，加入少量异丙醇，继续搅拌，反应结束后冷却至室温，加入亚硫酸钠，搅拌均匀后出料，得到氧化铵。
[0029]以下实施例中用到的表面活性剂A均是实施例2制备的表面活性剂。
[0030]实施例3
[0031]一种氧化铵表面活性剂压裂液，其各组分的质量百分比是：表面活性剂A 5％、氯化钾3％、氢氧化钠0.1％，其余为水。质量百分总计100％。
[0032]该压裂液的制备方法步骤：
[0033]步骤1、将氯化钾和氢氧化钠加入水中，搅拌溶解，配制成盐水。
[0034]步骤2、将表面活性剂A加入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化铵表面活性剂压裂液，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：表面活性剂A1-6％、氯化钾3-4％、氢氧化钠0.1-0.15％，其余为水；所述表面活性剂A是氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂的复配物；氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂三者的用量质量比为2:1:3；所述氧化铵是N,N-二甲基-1,3-丙二胺、介酸和催化剂亚磷酸和双氧水反应得到的氧化物。2.如权利要求1所述的氧化铵表面活性剂压裂液，其特征在于，所述表面活性剂A的制备方法如下：步骤(1)将N,N-二甲基-1,3-丙二胺、介酸和催化剂亚磷酸加入反应容器，升温至100-130℃，反应6-7h，然后升温至180℃蒸发除去水，得到中间产物；步骤(2)向中间产物中加入浓度35％的双氧水，升温至60-80℃，反应时间5-6h，得到氧化铵；步骤(3)将氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠及醇溶剂进行复配，得到表面活性剂A。3.如权利要求2所述的氧化铵表面活性剂压裂液，其特征在于，步骤(2)中，双氧水分3批次加入，首先加入三分之一的双氧水，升温...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚明，胡红，徐峰，赵卫峰，刘继霞，
申请(专利权)人：成都西石石油科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：