酸钠搅拌6小时充分溶解后放置 过夜，即可得到澄清透明无气泡的浓度为〇. 15% (wt)的表面活性剂减阻剂水溶液。管道摩 阻仪在30°C的测试结果表明该流体的最大减阻率达73%。
[0053]【实施例6】
[0054] 将1000克十六醇聚氧乙烯醚（E0 = 2. 1)和100克Harshaw公司的Cu-203催化 胺化催化剂加入低压反应釜中升温至l〇〇°C，减压至真空度0. 9,搅拌30分钟除去易挥发组 分，然后依次进行4次氮气置换和4次氢气置换，调节系统压力为0. 02Mpa，用0. 5Mpa的氮 气加压进料1287克二甲胺，升温至220°C反应5小时，降温至160°C，减压除去多余的二甲 胺得中间体。将中间体溶于无水乙醇配制成40%的溶液后加入反应釜中，再加入382. 5克 氯乙酸钠在90°C、常压下反应5~6小时后结束。减压蒸馏除去溶剂无水乙醇后向反应釜 中加入5000ml苯，搅拌溶解反应产物。然后加入5000mll5%NaCl水溶液，搅拌30分钟后 于60°C下静置分层，油水分层后分去下层水相。再加入5000mll5%NaCl水溶液，搅拌30 分钟后于60°C下静置分层，分层后分去下层的水相。然后放出反应产物用旋蒸除去多余溶 剂后得到1130克目标产物。
[0055] 将9. 54克十六醇聚氧乙烯醚基（E0 = 2. 1)二甲基甜菜碱加入搅拌4小时KCl加 入9. 985Kg自来水中搅拌溶解，然后加入5. 46克2-萘磺酸钠搅拌6小时充分溶解后放置 过夜，即可得到澄清透明无气泡的浓度为〇. 15% (wt)的表面活性剂减阻剂水溶液。管道摩 阻仪在25°C的测试结果表明该流体的最大减阻率达74%。
[0056]【实施例7】
[0057] 将9克十二醇聚氧乙烯醚基（E0 = 2. 1)二甲基甜菜碱加入搅拌4小时KCl加入 9. 985Kg自来水中搅拌溶解，然后加入6克2-萘磺酸钠搅拌6小时充分溶解后放置过夜，即 可得到澄清透明无气泡的浓度为0.15% (wt)的表面活性剂减阻剂水溶液。管道摩阻仪在 20°C的测试结果表明该流体的最大减阻率达72%。
[0058]【实施例8】
[0059] 将32. 57克十八醇聚氧乙烯醚基（E0 = 2. 1)二甲基甜菜碱加入9. 95Kg自来水中 搅拌4小时溶解，然后加入17. 43克2-萘磺酸钠搅拌6小时充分溶解后放置过夜，即可得 到澄清透明无气泡的浓度为0.5% (wt)的表面活性剂减阻剂水溶液。利用管道摩阻仪分别 测试了该流体在5°C、30°C、40°C、50°C、60°C以及80°C的摩阻，结果表明该流体的最大减阻 率都大于74%。
[0060]【对比例1】
[0061]十六烷基二甲基聚氧乙烯醚（EO= 2)基氯化铵与水杨酸钠复配在浓度0.2% (wt)、22°C的条件下测试得到最大减阻率是58%。
[0062]【对比例2】
[0063] 十六烷基二甲基聚氧乙烯醚（EO= 2)基氯化铵与水杨酸钠复配在浓度0.5% (wt)、55°C的条件下测试得到最大减阻率是70%。
[0064]【对比例3】
[0065]十六烷基二甲基聚氧乙烯醚（EO= 2)基氯化铵与水杨酸钠复配在浓度0.5% (wt)、65°C的条件下测试得到最大减阻率是57%。
[0066]表1
[0067]
【主权项】
1. 一种含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，包括脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜 菜碱表面活性剂和阴离子两亲分子；所述的脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱表面活 性剂如通式（I)所示：其中X选自羧酸根、磺酸根中的任意一种，札为C12~C22的脂链烃基，R2和R3均独立 选自Ci~C4的脂链烃基，R4为Ci~C4的亚烷基，n为乙氧基团E0的加合数，n= 0~10 ; 所述脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱表面活性剂与阴离子两亲分子的比例，以摩尔 量计为1: (0. 5~2)。2. 根据权利要求1所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，其特征在于所述的阴离 子两亲分子选自阴离子芳香族两亲分子。3. 根据权利要求2所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，其特征在于所述的阴离 子两亲分子如式（II)或式（III)所示分子中的至少一种：其中Y选自羧酸根、磺酸根中的任意一种，Z选自氢、烷基、羟基、卤素中的任意一种。4. 根据权利要求1所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，其特征在于所述氏为 C12~C1S的脂链烃基。5. 根据权利要求1所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，其特征在于所述R2和R3 均独立选自Q~C4的脂链烃基。6. 根据权利要求1所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，其特征在于所述乙氧基 团EO的加合数为1~4。7. 权利要求1~6任一所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂的制备方法，包括以 下步骤： (a)N，N' -二脂链烃基脂肪醇聚氧乙烯醚基胺的制备 将脂肪醇聚氧乙烯醚和胺化催化剂加入反应釜升温至80~120°C，待脂肪醇聚氧乙烯 醚熔融后减压至真空度为〇. 01~〇. 〇99MPa，搅拌，进行氮气置换和氢气置换，升温至160~ 240°C还原催化剂40~80分钟，调整氢气压力至0. 01~0. 03MPa;用0. 035~0. 2MPa的 氮气进料2~10份二脂链烃基胺，升温至190°C~220°C反应2~6小时，减压至真空度为 0. 05~0. 099MPa除去多余二脂链烃基胺即得N，N' -二脂链烃基脂肪醇聚氧乙烯醚基胺； (b) 脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱的制备 步骤（a)所合成的中间体溶于溶剂中，然后按照将N，N' -二脂链烃基脂肪醇聚氧乙烯 醚基胺与羧化剂的摩尔比1 : (1. 〇~3. 0)的数量加入羧化剂在90°C、常压反应5~6小时 得到所述的脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱； (c) 含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂的制备 将步骤（b)中得到的脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱按所述比例与所述的阴 离子两亲分子混合均匀，得到所述的含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂。8. 权利要求1~6任一所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂在压裂液中的应用。9. 根据权利要求7所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂在压裂液中的应用，其特 征在于所述应用的温度为5°C~80°C。10. 根据权利要求7所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂在压裂液中的应用，其 特征在于所述压裂液中，以脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱表面活性剂与阴离子两 亲分子的质量计，所述含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂的浓度为〇. 15% (wt)~0.5% (wt) 〇
【专利摘要】本发明涉及一种含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂及其制备方法和应用，主要解决现有用于开发页岩气的清水压裂液中表面活性剂减阻剂使用温度范围窄的问题。本发明采用含甜菜碱表面活性剂的压裂液减阻剂，包括脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱表面活性剂和阴离子两亲分子；所述的脂肪醇聚氧乙烯醚基二脂链烃基甜菜碱表面活性剂如通式(Ⅰ)所示，其中X选自羧酸根、磺酸根中的任意一种，R1为C12～C22的脂链烃基，R2和R3均独立选自C1～C4的脂链烃基，R4为C1～C4的亚烷基，n＝0～10；甜菜碱表面活性剂与阴离子两亲分子的摩尔比为1:(0.5～2)的技术方案较好的解决了该问题，可用于页岩气开发的压裂工艺中。
【IPC分类】C07C229/12, C07C309/35, C07C303/32, C07C227/02, C07C309/45, C09K8/68
【公开号】CN105086983
【申请号】CN201410202763
【发明人】翟晓东, 喻德峰, 张卫东, 杨一青, 沙鸥, 李应成
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月14日