一种吸附抑制剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种吸附抑制剂、其制备方法及应用。所述吸附抑制剂的结构式如式I所示：

【技术实现步骤摘要】
一种吸附抑制剂、其制备方法及应用
本专利技术提供了一种吸附抑制剂，特别是其制备方法和应用。
技术介绍
目前，在油气田压裂改造中所使用的压裂液大都是以瓜尔胶及其衍生物(如羟丙基瓜尔胶)为稠化剂、以硼的有机物或无机物为交联剂的压裂液，具有较好的造缝和携砂功能。但是该类压裂液体系存在一些不足，在一定程度上影响了压裂改造效果。例如，瓜尔胶及其改性产品的特性决定了以其为稠化剂的压裂液体系只能在碱性条件下交联，PH值高(pH值为9左右)，压裂施工时储层内的粘土矿物易膨胀，且该压裂液与地层中原有的离子相遇存在潜在的地层伤害。压裂液注入地层后，沿着压裂液的流道，压裂液中的瓜尔胶与地层岩石之间存在吸附滞留作用，部分瓜尔胶吸附在岩石表面，导致压裂液中的瓜尔胶浓度减小，进而，返排液中的瓜尔胶浓度也明显减小。被吸附滞留的瓜尔胶不能随着返排液排除地层，从而导致滞留在地层的瓜尔胶对储层造成伤害。而且，由于瓜尔胶与岩石之间的吸附作用，也增加了压裂液中瓜尔胶的用量，经济成本增大。
技术实现思路
本专利技术之一提供了一种吸附抑制剂，其结构式如式I所示：其中的二氧化硅为纳米二氧化硅粒子，n为大于或等于0的整数，m为大于或等于1的自然数。在一个具体实施方式中，所述纳米二氧化硅粒子的粒径为2至10nm。本专利技术之二提供了一种制备如本专利技术之一中所述的吸附抑制剂的方法，其包括如下步骤：将羟基化改性的纳米二氧化硅与二甲氨基二羟基苯反应，从而得到所述吸附抑制剂。在一个具体实施方式中，所述二甲氨基二羟基苯为1,4-二甲氨基-2,5-二羟基苯。在一个具体实施方式中，将所述羟基化改性的纳米二氧化硅与所述二甲氨基二羟基苯在水中40至80℃反应4至6小时，从而得到所述吸附抑制剂。在一个具体实施方式中，改性前，所述纳米二氧化硅粒子的粒径为2至10nm。在一个具体实施方式中，所述羟基化改性的纳米二氧化硅与所述二甲氨基二羟基苯的质量比为1：0.6至1：1。在一个具体实施方式中，所述羟基化改性的纳米二氧化硅通过如下方式制备得到：将纳米二氧化硅在浓硫酸中于120℃至150℃下反应10至12小时。在一个具体实施方式中，所述浓硫酸的浓度为70％至98％，所述浓硫酸与所述纳米二氧化硅的质量比为1：(0.01-0.1)。在一个具体实施方式中，二甲酰胺基二羟基苯在碱的作用下水解反应得到所述二甲氨基二羟基苯。在一个具体实施方式中，所述二甲酰胺基二羟基苯为1,4-二甲酰胺基-2,5-二羟基苯。在一个具体实施方式中，所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾。在一个具体实施方式中，所述二甲酰胺基二羟基苯与所述碱的质量比为2:1至4:1。在一个具体实施方式中，所述二甲酰胺基二羟基苯在碱的作用下于60至80℃下水解2至4小时反应得到所述二甲氨基二羟基苯。在一个具体实施方式中，二甲酰胺基二甲氧基苯和丁基锂反应，得到所述二甲氨基二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二甲酰胺基二甲氧基苯为1,4-二甲酰胺基-2,5-二甲氧基苯，所述二甲氨基二甲氧基苯为1,4-二甲酰胺基-2,5-二羟基苯。在一个具体实施方式中，所述丁基锂为正丁基锂。在一个具体实施方式中，所述二甲酰胺基二甲氧基苯与所述丁基锂的摩尔比为1：1.5至1：3。在一个具体实施方式中，所述二甲酰胺基二甲氧基苯和所述丁基锂在氯仿中于0至5℃反应1至3小时，得到所述二甲氨基二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，二甲氨基二甲氧基苯与甲酸在乙醇中于50至70℃下反应2至3小时生成二甲酰胺基二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二甲氨基二甲氧基苯为1,4-二甲氨基-2,5-二甲氧基苯，所述二甲酰胺基二甲氧基苯为1,4-二甲酰胺基-2,5-二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二甲氨基二甲氧基苯与所述甲酸的摩尔比为1：2至1：4。在一个具体实施方式中，二甲腈二甲氧基苯和四氢铝锂在乙醚中于20至40℃下反应2至5小时得到二甲氨基二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二甲腈二甲氧基苯为1,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯，所述二甲氨基二甲氧基苯为1,4-二甲氨基-2,5-二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二甲腈二甲氧基苯和所述四氢铝锂的摩尔比为1：2.5至1：3.5。在一个具体实施方式中，二溴二甲氧基苯与碳氮铜在N-甲基吡咯烷酮中于180至200℃下反应7至9小时得到1,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二溴二甲氧基苯为1,4-二溴-2,5-二甲氧基苯，所述二甲腈二甲氧基苯为1,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯。在一个具体实施方式中，所述二溴二甲氧基苯与所述碳氮铜的摩尔比为1：0.9至1：1.2。本专利技术之二提供了如本专利技术之一所述的吸附抑制剂或如本专利技术之二中任意一项所述的方法制备得到的吸附抑制剂在抑制瓜尔胶被地层岩石吸附中的应用。在一个具体实施方式中，所述吸附抑制剂在含有瓜尔胶的压裂液中的质量含量为1g/L至5g/L。本专利技术的有益效果：本专利技术的抑制剂为纳米材料，具有较好的溶解性，能随着流体的注入附着在岩石的表面，起到了抑制瓜胶滞留吸附在岩石上，从而有效的降低瓜胶在岩石表面的吸附于滞留量，保证改造后岩石的渗透率；本专利技术的吸附抑制剂在岩石多孔介质中具有较高吸附速率和效率，能全面覆盖孔喉内表面，且不会引起附加的储层伤害。附图说明图1显示了1,4-二甲氨基-2,5-二羟基苯的核磁谱图。图2显示了1,4-二甲氨基-2,5-二羟基苯的质谱图。图3显示了常规瓜尔胶压裂液与添加有本专利技术的吸附抑制剂的瓜尔胶压裂液在砂岩多孔介质表面的吸附滞留量对比图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本专利技术的限定。如无特别说明，以下实施例中使用的试剂均可市售获得。实施例11,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯的制备在烧瓶中加入25mlN-甲基吡咯烷酮，在搅拌状态下加入2.96g1,4-二溴-2,5-二甲氧基苯和0.99g碳氮铜(1,4-二溴-2,5-二甲氧基苯与碳氮铜的摩尔比为1：1.1)，加热到190℃反应8小时，得到1,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯。反应方程式如下：产物无需纯化即可下一步使用。实施例21,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯的制备在烧瓶中加入20mlN-甲基吡咯烷酮，在搅拌状态下加入2.96g1,4-二溴-2,5-二甲氧基苯和1.08碳氮铜(1,4-二溴-2,5-二甲氧基苯与碳氮铜的摩尔比为1：1.2)，加热到180℃反应7小时，得到1,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯。产物无需纯化即可下一步使用。实施例31,4-二甲腈-2,5-二甲氧基苯的制备在烧瓶中加入18mlN-甲基吡咯烷酮，在搅拌状态下加入2.96g1,4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸附抑制剂，其结构式如式Ⅰ所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种吸附抑制剂，其结构式如式Ⅰ所示：



其中的二氧化硅为纳米二氧化硅粒子，n为大于或等于0的整数，m为大于或等于1的自然数。


2.根据权利要求1所述的吸附抑制剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅粒子的粒径为2至10nm。


3.一种制备如权利要求1或2所述的吸附抑制剂的方法，其包括如下步骤：将羟基化改性的纳米二氧化硅与二甲氨基二羟基苯反应，从而得到所述吸附抑制剂；
优选地，所述二甲氨基二羟基苯为1,4-二甲氨基-2,5-二羟基苯。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述羟基化改性的纳米二氧化硅与所述二甲氨基二羟基苯在水中40至80℃反应4至6小时，从而得到所述吸附抑制剂。


5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，改性前，所述纳米二氧化硅粒子的粒径为2至10nm。


6.根据权利要求3至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述羟基化改性的纳米二氧化硅与所述二甲氨基二羟基苯的质量比为1：0.6至1：1。


7.根据权利要求3至6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述羟基化改性的纳米二氧化硅通过如下方式制备得到：将纳米二氧化硅在浓硫酸中于120℃至150℃下反应10至12小时；
优选地，所述浓硫酸的浓度为70％至98％，所述浓硫酸与所述纳米二氧化硅的体积/质量比为1：(0.01-0.1)。


8.根据权利要求3至7中任意一项所述的方法，其特征在于，二甲酰胺基二羟基苯在碱的作用下水解反应得到所述二甲氨基二羟基苯；
优选地，所述二甲酰胺基二羟基苯为1,4-二甲酰胺基-2,5-二羟基苯；
优选地，所述碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾；
优选地，所述二甲酰胺基二羟基苯与所述碱的质量比为2:1至4:1；
优选地，所述二甲酰胺基二羟基苯在碱的作用下于60至80℃下水解2至4小时反应得到所述二甲氨基二羟基苯。...

【专利技术属性】
技术研发人员：林永茂，潘宝风，王世彬，兰林，谭佳，詹斌，杨东梅，刘徐慧，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司西南油气分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11