一种耐高温清洁压裂液稠化剂及其制备方法与流程

文档序号:11106177阅读:1604来源:国知局

本发明涉及油气田开发技术领域,特别是涉及一种耐高温清洁压裂液稠化剂及其制备方法。



背景技术:

随着近年来“低压、低产、低渗”的三低油气田逐渐增多,石油开采难度迅速加大,压裂作业已经成为油气田开采的重要手段。压裂液是水力压裂施工过程中各种液体的总称,其在水力压裂施工过程中起着关键作用,具有降低地层温度、携带支撑剂、清洗井筒和近井油层的作用。

目前压裂液包括泡沫压裂液、乳化压裂液、油基压裂液和水基压裂液等,其中水基压裂液具有安全性高、成本低等优点,是目前使用最为广泛的一类压裂液。增稠剂是水基压裂液中最重要的添加成分,关于增稠剂的研究已有半个世纪之久。常规水基压裂液是以胍胶、纤维素以及合成的大分子聚合物作为增稠剂,这类增稠剂在使用过程中容易在岩层表面形成滤饼,会出现存在的残渣含量较大,破胶不彻底、返排较难以及耐温耐盐性较差等问题。目前研究较多的是以粘弹性表面活性剂为稠化剂的清洁压裂液,其可以在一定的浓度盐水中形成网状胶束,具有携砂性好,对地层伤害性小、破胶容易并且破胶后易返排等优点。

清洁压裂液是一种无聚合物压裂液,具有效率高、滤失量小,对地层伤害小等优势,十分适合低渗透油气层,尤其是渗透率小于0.005微立方米的压裂改造工作。在发展初期,清洁压裂液的增稠剂主要以阳离子季铵盐型表面活性剂为主,由于多数的岩层表面都会带有负电荷,使用阳离子型清洁压裂液会存在较大损失,而且部分阳离子型便面活性剂会改变油气层岩石的润湿性,从而影响了岩石的渗透率,这将会不利于油气层中的油气渗出以及重复压裂作业。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种耐高温清洁压裂液稠化剂,该稠化剂可以耐受较高的温度,使用温度条件广,稳定性强,而且,该稠化剂少量即可达到较好的效果,成本低。

本发明的另一目的是提供该耐高温清洁压裂液稠化剂的制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种耐高温清洁压裂液稠化剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)将2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇和椰油酸酰胺丙基二甲胺溶解于有机溶剂中,置于反应釜内,搅拌均匀后,超声30-60min,在65-80℃条件下回流反应16-24h,之后蒸除溶剂,制得中间体;

(2)将氢化钠使用无水THF洗涤,并离心分离,反复洗涤3次;

(3)将以上步骤中制得的中间体用有机溶剂溶解,加入处理过的氢化钠,搅拌均匀,之后将1,3-丙烷磺酸内酯溶液滴加到混合溶液中,65-80℃条件下回流反应16-18h,反应结束后使用稀盐酸与多余的氢化钠反应,过滤后,蒸除有机溶剂,即制得所需稠化剂。

作为上述技术方案的优选,所述有机溶剂为无水乙醇,DMF,丙二醇或丙酮中的一种。

作为上述技术方案的优选,所述步骤1中2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇和椰油酸酰胺丙基二甲胺的投料摩尔比为1:1.5-3。

作为上述技术方案的优选,所述1,3-丙烷磺酸内酯溶液中1,3-丙烷磺酸内酯的浓度为3mol/L,其中溶剂为无水乙醇,DMF,丙二醇或丙酮中的一种。

作为上述技术方案的优选,所述步骤二中中间体、氢化钠和1,3-丙烷磺内酯的摩尔比为1:2:2。

作为上述技术方案的优选,所述稀盐酸的盐酸质量分数为15%。

一种耐高温清洁压裂液稠化剂,所述是耐高温清洁压裂液稠化剂是由上述方法制备而成。

本发明具有以下有益效果,该稠化剂性能良好,临界胶束浓度相较于常规的该类稠化剂低1-2个数量级,所以在使用过程中较少的用量即可达到有效效果。而且,该稠化剂制备方法简单,产品的产率高,杂质较少,性能稳定,适合大规模工业化生产。该稠化剂在较高的温度下仍然可以保持良好的粘弹性,使用条件范围广,适用的环境多样化。

具体实施方式

为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

(1)将100mmol 2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇和150mmol椰油酸酰胺丙基二甲胺溶解于无水乙醇中,置于反应釜内,搅拌均匀后,超声45min,在70℃条件下回流反应24h,之后蒸除溶剂,制得中间体;

(2)将氢化钠使用无水THF洗涤,并离心分离,反复洗涤3次;

(3)将以上步骤中制得的中间体用无水乙醇溶解,加入处理过的氢化钠,搅拌均匀,之后将3mol/L 1,3-丙烷磺酸内酯的无水乙醇溶液滴加到混合溶液中,70℃条件下回流反应18h,反应结束后使用15%的稀盐酸与多余的氢化钠反应,过滤后,蒸除有机溶剂,即制得所需稠化剂。

制备的稠化剂的临界胶束浓度为3.73×10-4

实施例2

(1)将100mmol 2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇和200mmol椰油酸酰胺丙基二甲胺溶解于DMF中,置于反应釜内,搅拌均匀后,超声60min,在65℃条件下回流反应24h,之后蒸除溶剂,制得中间体;

(2)将氢化钠使用无水THF洗涤,并离心分离,反复洗涤3次;

(3)将以上步骤中制得的中间体用DMF溶解,加入处理过的氢化钠,搅拌均匀,之后将3mol/L 1,3-丙烷磺酸内酯的DMF溶液滴加到混合溶液中,65℃条件下回流反应18h,反应结束后使用15%的稀盐酸与多余的氢化钠反应,过滤后,蒸除有机溶剂,即制得所需稠化剂。

制备的稠化剂的临界胶束浓度为3.73×10-4

实施例3

(1)将100mmol 2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇和250mmol椰油酸酰胺丙基二甲胺溶解于丙二醇中,置于反应釜内,搅拌均匀后,超声30-60min,在80℃条件下回流反应16h,之后蒸除溶剂,制得中间体;

(2)将氢化钠使用无水THF洗涤,并离心分离,反复洗涤3次;

(3)将以上步骤中制得的中间体用丙二醇溶解,加入处理过的氢化钠,搅拌均匀,之后将3mol/L 1,3-丙烷磺酸内酯的丙二醇溶液滴加到混合溶液中,80℃条件下回流反应16h,反应结束后使用15%的稀盐酸与多余的氢化钠反应,过滤后,蒸除有机溶剂,即制得所需稠化剂。

制备的稠化剂的临界胶束浓度为3.73×10-4

实施例4

(1)将100mmol 2,2-二(溴甲基)-1,3-丙二醇和300mmol椰油酸酰胺丙基二甲胺溶解于丙酮中,置于反应釜内,搅拌均匀后,超声30-60min,在75℃条件下回流反应18h,之后蒸除溶剂,制得中间体;

(2)将氢化钠使用无水THF洗涤,并离心分离,反复洗涤3次;

(3)将以上步骤中制得的中间体用丙酮溶解,加入处理过的氢化钠,搅拌均匀,之后将3mol/L 1,3-丙烷磺酸内酯的丙酮溶液滴加到混合溶液中,75℃条件下回流反应16h,反应结束后使用15%的稀盐酸与多余的氢化钠反应,过滤后,蒸除有机溶剂,即制得所需稠化剂。

制备的稠化剂的临界胶束浓度为3.73×10-4

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