一种水基压裂用杀菌剂及其合成方法与流程

本发明属于污水处理，具体涉及一种水基压裂用杀菌剂及其合成方法。

背景技术：

1、国内油田大部分已进入注水开发中后期，由于油藏的非均质性，注入水容易沿高渗透层突破，使高渗透层的渗透率进一步提高，致使油井大量出水，影响产能。为了使注入水均匀推进，提高石油采收率，最有效的方法就是从注水井注入高粘度聚合物，调整水井的吸水剖面，即进行压裂作业。在地层形成裂缝，改善油气层的导流能力，从而达到增产目的。

2、高粘度聚合物通常是植物胶，但是配制压裂液用的植物胶含有大量腐生菌、酵母菌等微生物，再加上配液罐清洗不彻底，罐底残留液将滋生大量细菌，当环境尤其是配液温度有利于这些细菌繁殖时，配成的植物胶压裂液容易腐败变质，导致压裂液不交联或交联不充分，甚至于不能用于压裂施工。细菌不仅通过减小聚合物分子量来破坏冻胶，而且会随着水基压裂液注入油层造成地层伤害。特别是水质较差、气温较高的情况下，细菌的繁殖速度极快。因此在配液过程中需要采用杀菌剂杀灭高分子水溶液中的细菌，保证胶液在配制后至施工前不腐败变质，并抑制水基液注入油层中细菌的滋生。

3、目前油田最常用的杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227），长期使用会导致细菌产生一定的抗药性，导致药剂使用效果显著下降。

4、cn111955474a公开了一种压裂用杀菌剂及其生产工艺，其生产工艺包括：步骤一，取二亚己基三胺、盐酸胍、乙二醇于同一反应釜内反应，制得中间产物a；步骤二，在反应容器内加入一定量的脂肪胺、甲酸和甲醛进行反应，随后取出反应产物至一容器内并制得中间产物b；步骤三，在另一反应容器内加入缩醇和socl2，清洗反应产物多次，最后将产物进行干燥,制得中间产物c；步骤四，将中间产物b与中间产物c加入搅拌式容器内，制得中间产物d；步骤五，取中间产物a和中间产物d按一定比例混合，加水调配制得压裂用杀菌剂。该发明制得的压裂用杀菌剂对硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌均具有优异的杀菌效果，而且生产工艺简单成熟，适用于大批量生产。该发明的杀菌剂投加浓度为50mg/l的时候，杀菌率仍然无法达到100%，杀菌效果有待提高。

技术实现思路

1、本发明针对目前现有技术的不足而提供一种水基压裂用杀菌剂及其合成方法，该水基压裂用杀菌剂具有合成工艺简单、杀菌广谱、杀菌效果好的特点。

2、因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种水基压裂用杀菌剂，所述的水基压裂用杀菌剂分子式如下：

3、。

4、其中：m=1000-10000；

5、n=100-2000。

6、另一个方面，本发明公开了一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，所述合成方法包括：3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸和1,4-二氯-2-丁烯在含有防聚剂的弱碱性溶剂中进行季鏻化反应；其次，在氮气环境中，在引发剂的作用下，在含有缓冲盐的水溶液中，季鏻化反应产物与乙烯基吡啶发生聚合反应。

7、本发明提供的水基压裂用杀菌剂属于高分子杀菌剂，单体为不饱和两性gemini季鏻盐和不饱和吡啶。高分子量可以有助于提高压裂效果；季鏻盐是典型的阳离子杀菌基团，具有非常强的正电性，由于细菌菌体表面带负电荷，更容易吸附带正电荷的分子，因此杀菌剂分子可以渗入菌体内部，使得菌体蛋白失去活性达到杀菌目的，两性gemini季鏻盐具有更强的正电性，杀菌效果更佳；吡啶基团具有剥离油泥、杀菌持久的特点；两性gemini磺酸盐具有辅助压裂驱油的功能。

8、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

9、（1）本发明的水基压裂用杀菌剂具有良好的杀菌效果，对油田水中的srb、tgb、fb均有杀灭作用，而且用量低，杀菌效果好；当使用浓度为5mg/l时，对fb杀菌率可以达到100%，当使用浓度为10mg/l时，对srb、tgb杀菌率可以达到100%；

10、（2）本发明的水基压裂用杀菌剂具有较好的抗菌能力，浓度为5mg/l时杀菌剂配置的胍胶基液粘度保持率大于97%，浓度为10mg/l时杀菌剂配置的胍胶基液粘度保持率大于99%。

技术特征：

1.一种水基压裂用杀菌剂，其特征在于，所述的水基压裂用杀菌剂分子式如下：

2.根据权利要求1所述的一种水基压裂用杀菌剂，其特征在于，所述水基压裂用杀菌剂的粘均分子量为500000-5000000。

3.一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括：3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸和1,4-二氯-2-丁烯在含有防聚剂的弱碱性溶剂中进行季鏻化反应；其次，在氮气环境中，在引发剂的作用下，在含有缓冲盐的水溶液中，季鏻化反应产物与乙烯基吡啶发生聚合反应。

4.根据权利要求3所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的1,4-二氯-2-丁烯、乙烯基吡啶与3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸的摩尔比为0.4-0.6：0.1-0.3：1。

5.根据权利要求4所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的1,4-二氯-2-丁烯、乙烯基吡啶与3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸的摩尔比为0.45-0.55：0.2-0.3：1。

6.根据权利要求3所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的防聚剂为氯化铜或硫酸铜，与3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸的质量比为0.02-0.05：1。

7.根据权利要求3所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的季鏻化反应时间为12-48h。

8.根据权利要求3所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸盐与亚硫酸氢钠混合物的水溶液，与3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸的质量比为0.1-0.2：1。

9.根据权利要求8所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的过硫酸盐和亚硫酸氢钠的质量浓度分别为6-8％、3-4％。

10.根据权利要求3所述一种水基压裂用杀菌剂的合成方法，其特征在于，所述的缓冲盐为磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、磷酸氢二铵中的一种，与3-(二-叔丁基膦)丙烷-1-磺酸的质量比为0.05-0.2：1。

技术总结
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种水基压裂用杀菌剂及其合成方法。所述合成方法包括：3‑(二‑叔丁基膦)丙烷‑1‑磺酸和1,4‑二氯‑2‑丁烯在含有防聚剂的弱碱性溶剂中进行季鏻化反应；其次，在氮气环境中，在引发剂的作用下，在含有缓冲盐的水溶液中，季鏻化反应产物与乙烯基吡啶发生聚合反应。所述的1,4‑二氯‑2‑丁烯、乙烯基吡啶与3‑(二‑叔丁基膦)丙烷‑1‑磺酸的摩尔比为0.4‑0.6：0.1‑0.3：1。该水基压裂用杀菌剂具有合成工艺简单、杀菌广谱、杀菌效果好的特点。

技术研发人员：张刘杰,王中鹏,毛千千,刘红,王倩,李建学,张小康,何佳恩
受保护的技术使用者：东营市宝泽能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15