一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂及其制备方法与应用，将N,N

【技术实现步骤摘要】
一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于油田开发
，涉及一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]由于油藏储层中含有大量粘土矿物，粘土矿物在遇到注入水后体积膨胀进而分散甚至随着注入水运移，堵塞储层孔隙、岩石孔喉，导致注水压力增大，减小油田产量。为了保护油气地层的渗透性，必须使用粘土稳定剂。其中能够防止粘土矿物膨胀的粘土稳定剂称为防粘土膨胀剂(防膨剂)，能防止粘土微粒运移的粘土稳定剂称为防粘土微粒运移剂(防运移剂)。防膨剂按其化学主要成分可分为无机盐类、无机阳离子聚合物、有机阳离子表面活性剂、有机阳离子聚合物和Gemini双子表面活性剂等。
[0003]水力压裂作为一项重要的增油技术，在油气生产中得到了广泛的应用。常见的压裂液增稠剂有天然高分子植物胶、天然纤维素及其衍生物和和合成性高分子聚合物。目前，市场上已应用多种类型的聚丙烯酰胺型压裂液，具有低残渣、低摩阻、易破胶和可回收的特点。
[0004]针对非离子的压裂液如胍胶，常规阳离子粘土稳定剂能吸附在粘土颗粒的表面上中和粘土表面的负电荷，所以可作为防膨剂。但是常规阳离子粘土稳定剂会与聚合物压裂液中的阴离子结合，从而降低聚合物压裂液的粘度，使其失去作用。因而需要开发一种适用于聚合物压裂液的粘土稳定剂，以提高聚合物压裂液的适用性及实现防膨作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂及其制备方法与应用，解决聚合物压裂时，常规防膨剂导致防压裂液粘度变小、防膨性差等问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂，所述酰胺配位羧酸内盐防膨剂的结构式为：
[0008][0009]一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1)将N,N
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二甲基丙二胺和冰醋酸混合，加热，在微沸状态下回流，减压蒸馏，调节pH至中性，萃取，得到中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺；
[0011]步骤2)在中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺中加入氯乙酸水溶液，加热，调节pH至中性，洗涤除杂后得到酰胺配位羧酸内盐防膨剂。
[0012]进一步的，步骤1)中，所述N,N
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二甲基丙二胺与冰醋酸的质量比为1:1～2。
[0013]进一步的，步骤1)中，反应温度为103～109℃，反应时间为60～120min。
[0014]进一步的，步骤1)中，所述萃取过程中萃取剂为二氯甲烷。
[0015]进一步的，步骤2)中，所述氯乙酸水溶液的质量分数为80％。
[0016]进一步的，步骤2)中，所述中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺与氯乙酸水溶液的加入量之比为1:1.5～3。
[0017]进一步的，步骤2)中，反应温度为80～90℃，反应时间为120～240min。
[0018]进一步的，步骤2)中，洗涤除杂溶剂为乙醇。
[0019]酰胺配位羧酸内盐防膨剂在聚合物压裂中作为粘土稳定剂的应用。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0021]本专利技术提供一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂的制备方法，将N,N
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二甲基丙二胺与酰化试剂冰醋酸反应，通过调控反应温度，使产物水蒸出，破坏反应平衡，提高中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺的收率。而后中间产物发生季铵化反应，通过分子间络合，形成目标产品酰胺配位羧酸内盐防膨剂。本专利技术的防膨剂适用性强，利用酰胺配位对正电荷中心进行包裹转移，在井底运输过程中，不与聚合物压裂液中的负电荷相互作用，不会降低聚合物压裂液的粘度，且防膨剂能够在井底深运移至粘土层。本专利技术的防膨剂达到地层后，在温度的影响下，可破坏平衡反应，释放出高正电价的阳离子，可以强烈的与多个粘土颗粒表面形成多点吸附，吸附后，在粘土颗粒的表面形成一层吸附膜，不易分解，防止粘土颗粒的膨胀和运移。本专利技术的粘土稳定剂有效期长，2％使用量时，防膨率最高可达到90％以上，满足井下作业要求。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，
对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0023]因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]下面对本专利技术做进一步详细描述：
[0025]本专利技术提供一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂的制备方法，包括如下步骤：
[0026]步骤一，酰化：将N,N
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二甲基丙二胺和冰醋酸以质量比为1:1～2混合，控制反应温度在103～109℃，使反应溶液在微沸状态下回流，反应60～120min后停止加热，反应结束，减压蒸馏除醋酸，而后用NaOH溶液调节pH为中性，再用二氯甲烷萃取，得中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺。
[0027]步骤二，季胺化：在步骤一所得中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺中以质量比为1:1.5～3加入80％氯乙酸水溶液，反应温度为80～90℃，反应120～240min结束，而后用NaOH溶液调节pH至中性，再用乙醇溶剂进行洗涤除杂，得到淡黄色液体即为目标产品酰胺配位羧酸内盐防膨剂，其结构式如下：
[0028][0029]优选地，步骤一中酰化反应温度为104～107℃，以尽量减少醋酸的挥发。
[0030]实施例1：
[0031]在150mL圆底烧瓶中加入8.5g N,N
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二甲基丙二胺和8.5g冰醋酸，控制反应温度在103℃，使反应溶液在微沸状态下回流，反应60min后停止加热，反应结束，减压蒸馏除醋酸，而后用NaOH溶液调节pH为中性，再用二氯甲烷萃取，得中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺。
[0032]在上述所得中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺中滴加10.8g 80％氯乙酸水溶液，反应温度为80℃，反应120min，并用NaOH溶液调节pH为中性，再用乙醇溶剂进行洗涤除杂，得到淡黄色液体即为目标产品酰胺配位羧酸内盐防膨剂P1。
[0033]实施例2：
[0034]在150mL圆底烧瓶中加入8.5g N,N
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二甲基丙二胺和17.0g冰醋酸，控制反应温度在109℃，使反应溶液在微沸状态下回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酰胺配位羧酸内盐防膨剂，其特征在于，所述酰胺配位羧酸内盐防膨剂的结构式为：2.一种权利要求1所述酰胺配位羧酸内盐防膨剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)将N,N
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二甲基丙二胺和冰醋酸混合，加热，在微沸状态下回流，减压蒸馏，调节pH至中性，萃取，得到中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺；步骤2)在中间产物N
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[3
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(二甲氨基)丙基]乙酰胺中加入氯乙酸水溶液，加热，调节pH至中性，洗涤除杂后得到酰胺配位羧酸内盐防膨剂。3.根据权利要求2所述的酰胺配位羧酸内盐防膨剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述N,N
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二甲基丙二胺与冰醋酸的质量比为1:(1～2)。4.根据权利要求2所述的酰胺配位羧酸内盐防膨剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，反应温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，代方方，郭丽媛，王海花，费贵强，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：