【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油开采，具体涉及一种油气井压裂用助排剂及其制备方法。
技术介绍
1、致密油气资源是未来增储上产的重要接替资源，由于其孔喉狭小，依靠自然能量开采效果不佳。水力压裂是提高致密砂岩气藏缝网通路的重要手段，该手段能有效提升致密气的渗流能力，以实现致密气的高效开发。然而，在实施水力压裂时，大量压裂液进入地层容易引发水锁伤害，产生“贾敏效应，降低气相的相对渗透率，影响开发效果。
2、但是，地层压力一般不足以克服毛细管阻力，不能将作业液体从孔隙通道中排出，因而有必要使用助排剂来降低作业液体的表面和界面张力，提高接触角，有利于减弱储层的吸附作用，降低孔隙毛细管力，促进压裂液从致密岩心中排出，可以解决低渗、超低渗储层压裂液和地层流体的水锁和返排问题。
3、压裂助排剂是一种专门为油气井压裂操作设计的化学添加剂。压裂助排剂能够改善压裂液的黏度、流动性和均匀性，使其具有更好的流变性能。压裂助排剂在油气井压裂操作中还起到了降低毛管压力的作用。压裂助排剂的添加可以改善压裂液的流动性和均分性，使得地层裂缝更加平稳和均匀。压裂助排剂能够增加油气井的产能和采集效率。
4、cn109575903a公开了一种含氟碳类化合物的压裂用助排剂的配方及其制备方法，涉及油气田开采
，其配方以质量份数计包含以下组分：全氟烷基丁酰胺50-80份，阳离子表面活性剂50-70份，氟碳表面活性剂5-10份。该专利技术含氟碳类化合物的压裂用助排剂的配方及其制备方法，通过全氟烷基丁酰胺、阳离子表面活性剂、氟碳表面活性剂、烷基酚聚氧乙
5、cn109135718a公开了一种压裂酸化起泡助排剂的制备方法，该专利技术制备的稳泡表活剂主要由两性离子表面活性剂构成，相对分子量大，表面积更大，在牺牲部分起泡能力后能够在固液两相表面形成更加致密更加牢固的界面膜，使得气泡不易破裂；十二烷基磺基甜菜碱分子呈现较高的正电性，容易与负电性的十二烷基硫酸钠分子缔合，两种分子间的疏水力和静电力共同作用，能够起到增强复配的效果，弥补稳泡表活剂起泡能力的不足；该专利技术所制备的压裂酸化起泡助排剂一剂两用，避免了施工时复配起泡剂和助排剂的麻烦，同时起泡快，气泡强度高，使用更简便，降低了成本。但是该专利技术原材料中用到了氢化钠，氢化钠的化学反应活性很高，在潮湿空气中能自燃，受热或与潮气、酸类接触即放出热量和氢气，引发燃烧和爆炸，因此很难实现工业化合成。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术存在的不足而提供一种油气井压裂用助排剂及其制备方法。本专利技术的压裂用助排剂具有合成成本低、低表界面张力、低临界胶束浓度、助排效果好的优点。
2、本专利技术的目的之一公开了一种油气井压裂用助排剂，所述压裂用助排剂分子结构式如下：
3、
4、其中：m＝5-20，n＝2-10。
5、本专利技术的另一个目的提供一种油气井压裂用助排剂的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
6、(1)在反应器中加入n-羟乙基哌嗪，异丙醇，溴代十二烷，用氢氧化钠溶液调节ph9-10，加热到80-90℃，保温反应2-6h；
7、(2)用硫酸调节ph3-4，缓慢滴加硫酸二甲酯，滴加完毕，在80-90℃条件下保温反应2-6h，用氢氧化钠溶液调节ph8-9；
8、(3)减压蒸馏得到粘稠固体，用dmf溶解并转移到高压反应釜中，加入固体氢氧化钠，用氮气吹扫反应釜5-8min，抽真空，随后搅拌并升温至80-85℃，停止抽真空，加入环氧丙烷，升温至130-160℃，反应压力逐渐下降，当压力不再下降时，通入环氧乙烷，通入完毕后，升温至150-180℃，反应压力逐渐下降，当压力不再下降时，停止反应，将体系冷却至60℃以下，过滤，减压蒸馏得到产品压裂用助排剂。
9、在本专利技术中，优选地，基于1摩尔份n-羟乙基哌嗪，所述溴代十二烷、硫酸二甲酯、环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为0.8-1.2摩尔份、1.6-2.4摩尔份、2-10摩尔份、5-20摩尔份；更优选地，基于1摩尔份n-羟乙基哌嗪，所述溴代十二烷、硫酸二甲酯、环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为0.9-1.1摩尔份、1.8-2.2摩尔份、5-10摩尔份、10-20摩尔份。
10、在本专利技术中，优选地，步骤(1)中所述异丙醇与n-羟乙基哌嗪的质量比为10-12：1。
11、在本专利技术中，优选地，步骤(3)中所述dmf与n-羟乙基哌嗪的质量比为10-20：1。
12、在本专利技术中，优选地，步骤(3)中所述氢氧化钠固体与n-羟乙基哌嗪的质量比为0.2-0.5：1。
13、本专利技术所述油气井压裂用助排剂合成的反应方程式如下：
14、
15、
16、本专利技术的油气井压裂用助排剂分子是复合型表面活性剂，分子中亲油基由十二烷基和聚氧丙烯醚提供，亲水基团为两个季铵盐和聚氧乙烯醚。本专利技术可以降低油水界面张力、增大岩石表面的润湿角或增大毛细管半径，可使毛细管压力减小，强力清除地层堵塞，从而有助于压裂残液的返排。
17、本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果和优点：
18、(1)本专利技术的油气井压裂用助排剂原料来源广泛，合成工艺简单，容易工业化生产；
19、(2)本专利技术的油气井压裂用助排剂具有低表面张力和界面张力的特点，表面张力和界面张力最低分别达到27.2mn/m、0.015mn/m；
20、(3)本专利技术的油气井压裂用助排剂具有低临界胶束浓度的特点，最低达到32mg/l；
21、(4)本专利技术的油气井压裂用助排剂具有用量低，助排率高的特点，助排率达到90％以上。
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1.一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，基于1摩尔份N-羟乙基哌嗪，所述溴代十二烷、硫酸二甲酯、环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为0.9-1.1摩尔份、1.8-2.2摩尔份、5-10摩尔份、10-20摩尔份。
3.根据权利要求1所述一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述异丙醇与N-羟乙基哌嗪的质量比为10-12：1。
4.根据权利要求1所述一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述DMF与N-羟乙基哌嗪的质量比为10-20：1。
5.根据权利要求1所述一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述氢氧化钠固体与N-羟乙基哌嗪的质量比为0.2-0.5：1。
6.一种油气井压裂用助排剂，其特征在于，所述压裂用助排剂分子结构式如下：
【技术特征摘要】
1.一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，基于1摩尔份n-羟乙基哌嗪，所述溴代十二烷、硫酸二甲酯、环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为0.9-1.1摩尔份、1.8-2.2摩尔份、5-10摩尔份、10-20摩尔份。
3.根据权利要求1所述一种油气井压裂用助排剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述异丙醇...
【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉娴，宋月晴，王亚楠，吕菲菲，王俊德，
申请(专利权)人：山东滨州昱诚化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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