耐高温清洁压裂液及其制备方法
【专利摘要】本发明属于一种耐高温清洁压裂液及其制备方法；是由下列重量份的原料制成：耐高温Gemini两性表面活性剂2.5～5份、助表面活性剂0.5～1.5份，助排剂2～6份和水87.5～95份；所述助表面活性剂为碳原子数为12，14或16的烷基磺酸盐、硫酸盐或苯磺酸盐的一种或几种盐的混合物；所述助排剂为低碳小分子醇，其中，低碳小分子醇为甲醇，乙醇或异丙醇的一种或任意两种或三种醇的混合物；具有能够在90～140℃条件下保持优异的粘弹性能，可用于油气田压裂增产作业；且本发明不需要反离子增稠，避免大量的无机离子对地层原有性状改变带来的伤害，具有合成工艺简单的优点。
【专利说明】耐高温清洁压裂液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于油气开发过程中压裂增产用压裂液【技术领域】，具体涉及一种耐高温清洁压裂液及其制备方法 。
【背景技术】
[0002]压裂技术是提高原油产量的重要手段，其中压裂液起着传递压力和携带支撑剂的作用。目前普遍采用的水利压裂液主剂是天然聚合物的交联产物，聚合物配制和溶解需要一定时间，需要大量外加添加剂，且压裂液破胶后留下大量的残余物。对压裂返排液的分析表明，只有35~40%胍胶基聚合物可返排，其余留在压裂裂缝中，从而降低了地层的渗透率。
[0003]清洁压裂液主要指以粘弹性表面活性剂为主剂的水基压裂体系。当粘弹性表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，疏水基长链伸入水相，使表面活性剂分子聚集，形成以长链疏水基团为内核，亲水基团向外伸入溶剂的球型胶束；随着浓度的增加和溶液性质的改变(加盐或反离子表面活性剂)，胶束占有空间变小，胶束之间的排斥作用增加，从而形成线状或棒状胶束；胶束之间相互合并，变成更长的蠕状胶束，这些胶束自动缠绕，形成空间交联网络结构，此时溶液表现出良好的粘弹性和高剪切粘度，同时具有良好的悬砂效果。但是目前的粘弹性表面活性剂清洁压裂液存在一些突出问题，如合成工艺复杂、抗温能力差，最高只有80°C，满足不了高温油层改造的需要等。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种避免大量无机离子对地层原有性状改变带来伤害，合成工艺简单和抗温能力好的耐高温清洁压裂液及其制备方法。
[0005]本发明的目的是这样实现的:它是由下列重量份的原料制成:耐高温Gemini两性表面活性剂2.5~5份、助表面活性剂0.5~1.5份，助排剂2~6份和水87.5~95份；所述助表面活性剂为碳原子数为12，14或16的烷基磺酸盐、硫酸盐或苯磺酸盐的一种或几种盐的混合物；所述助排剂为低碳小分子醇，其中，低碳小分子醇为甲醇，乙醇或异丙醇的一种或任意两种或三种醇的混合物；所述耐高温Gemini两性表面活性剂具有以下结构通式为:[0006]
【权利要求】
1.一种耐高温清洁压裂液，其特征在于:它是由下列重量份的原料制成:耐高温Gemini两性表面活性剂2.5~5份、助表面活性剂0.5~1.5份，助排剂2~6份和水87.5~95份；所述助表面活性剂为碳原子数为12，14或16的烷基磺酸盐，硫酸盐或苯磺酸盐的一种或几种盐的混合物；所述助排剂为低碳小分子醇，其中，低碳小分子醇为甲醇，乙醇或异丙醇的一种或任意两种或三种醇的混合物；所述耐高温Gemini两性表面活性剂具有以下结构通式为:
2.根据权利要求书I所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述的耐高温Gemini两性表面活性剂中R = C15H31时，该结构产物为N，N- 二-软脂酰氧基)乙基乙二胺二乙
3.根据权利要求1所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述耐高温Gemini两性表面活性剂是由下列重量份的原料制成:氯乙酸12份、碳酸钠12份、N, N-羟乙基乙二胺7.5~9份，三氯化磷10~12份和碳16~碳22脂肪酸8~10份。
4.根据权利要求1所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述碳原子数为12，14或16的烷基横酸盐为十二烷基横酸纳，十四烷基横酸纳或十TK烷基横酸纳；碳原子数为12,14或16的硫酸盐为十二烷基硫酸纳，十四烷基硫酸纳或十TK烷基硫酸纳；碳原子数为12,14或16的苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠，十四烷基苯磺酸钠或十六烷基苯磺酸钠。
5.根据权利要求1所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述的该压裂液是由下列重量份的原料制成:耐高温Gemini两性表面活性剂3.5份、助表面活性剂1.3份，助排剂3份和水89.5份；所述助表面活性剂为十二烷基磺酸钠和十六烷基硫酸钠的混合物；所述助排剂为甲醇和异丙醇的的混合物；所述耐高温Gemini两性表面活性剂为N，N-二( β -硬 脂酰氧基)乙基乙二胺二乙酸钠；其结构式如下所示:
6.根据权利要求1所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述的该压裂液是由下列重量份的原料制成:耐高温Gemini两性表面活性剂4份、助表面活性剂0.7份，助排剂5份和水94份；所述助表面活性剂为十二烷基硫酸钠和十六烷基苯磺酸钠的混合物；所述助排剂为甲醇，乙醇或异丙醇的混合物；所述耐高温Gemini两性表面活性剂为N，N- 二( β -山 嵛酰氧基)乙基乙二胺二乙酸钠，其结构式如下所示
7.根据权利要求1所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述的该压裂液是由下列重量份的原料制成:耐高温Gemini两性表面活性剂2.5份、助表面活性剂1.5份，助排剂4.7份和水90.2份；所述助表面活性剂为十四烷基磺酸钠，十四烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述助排剂为甲醇，乙醇的混合物；所述耐高温Gemini两性表面活性剂为N，N-二(β-软脂酰氧基)乙基乙二胺二乙酸钠；其结构式如下所示:
8.根据权利要求1所述的耐高温清洁压裂液，其特征在于:所述的该压裂液是由下列重量份的原料制成:耐高温Gemini两性表面活性剂5份、助表面活性剂1.1份，助排剂2.5份和水88.3份；所述助表面活性剂为十四烷基硫酸钠和十六烷基硫酸钠的混合物；所述助排剂为甲醇和异丙醇的混合物；所述耐高温Gemini两性表面活性剂为N，N- 二( P -棕榈油酰氧基)乙基乙二胺二乙酸钠；其结构式如下所示
9.一种耐高温清洁压裂液的制备方法，其特征在于:其制备方法包括如下步骤: 一、将氯乙酸与碳酸钠进行中和反应制的氯乙酸钠，然后将氯乙酸钠与N，N-羟乙基乙二胺反应生成N，N- 二羟乙基乙二胺二乙酸钠；其反应方程式如下:
【文档编号】C09K8/68GK103525391SQ201310485280
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】张玄, 张鹏, 张聪忠 申请人:北京国海能源技术研究院