[發明專利]一種超分子表面活性降阻劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710560576.7
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN109232811B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李良川;鄭焰;顏菲;羅于建;徐建華;白小丹;于夢紅;于海洋;張靜非
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F220/06;C08F216/14;C08F4/40;C08F2/38;C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開一種超分子表面活性降阻劑及其制備方法。該制備方法包括步驟：(1)12?烯丙氧基十二烷基酸鈉的合成；(2)超分子表面活性降阻劑的合成。相比現有技術，本發明制得的超分子表面活性降阻劑具有降阻率高、速溶耐鹽、耐溫耐剪切、無殘渣、低傷害、低表界面張力和高防膨率的特點。經過實踐測定，本發明制得的超分子表面活性降阻劑的降阻率可達70％以上，溶解時間少于5min，耐溫高達130℃以上。

技術領域

本發明涉及油田化學品中的滑溜水壓裂液用的降阻劑，屬于壓裂增產技術領域，具體地涉及一種超分子表面活性降阻劑及其制備方法。

背景技術

滑溜水壓裂技術(Slickwater Fracture)，又被稱為清水壓裂技術。滑溜水主要由水構成，在大排量注入情況下，需要加入降阻劑，降低水的摩阻，使其成為摩阻較低的滑溜水，從而實現大排量泵注，彌補了水粘度低、攜砂能力差等諸多缺陷?；锼畨毫岩合到y較常規水基凍膠壓裂液系統具有以下優點：易形成長裂縫提升導流能力；地層損害低，返排速度快；延伸地層天然裂縫進而形成裂縫網；支撐劑用量少，施工成本低廉?；锼畨毫咽┕ぶ?，因泵入的支撐劑量和支撐劑濃度均較低，導致滑溜水壓裂存在以下缺點：由于滑溜水是用活性水加入減阻劑等添加劑作為壓裂液，其壓裂液攜砂能力差，因此壓裂施工時不能用高砂比的攜砂，否則會造成支撐劑沉降，過早砂堵；效率較低，需提高排量來補償液體的濾失；施工設備需耐受較高摩阻；泵入地層的液體量大，應充分考慮儲層保護措施。

滑溜水降阻劑可顯著降低流體管道湍流阻力。流體在管道中，由于摩擦阻力的存在，限制了其流動性，增大了能量消耗。由于減阻劑所具有的長鏈高分子結構可以改變流體與管壁之間的相互作用，抑制橫向流，其吸收的湍流能量可以轉換，增強軸向流，減少流動能量損耗，從而降低摩阻。常用的滑溜水壓裂液產品主要包括線性植物膠、粘彈性表面活性劑、聚丙烯酰胺等。植物膠類產品不溶物多，攜砂能力低，對地層傷害大，降摩阻性能差；而聚丙烯酰胺類產品分子量高，溶解速度慢，耐鹽耐溫性差，難以實現連續配液。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種超分子表面活性降阻劑及其制備方法，以期解決上述現有技術中存在的至少部分技術問題。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種超分子表面活性降阻劑的制備方法，其包括如下步驟：

(1)12-烯丙氧基十二烷基酸鈉的合成：

a)保持反應釜內溫度5～10℃，向反應釜內加入10～12％的去離子水和45～52％的無水乙醇，攪拌形成混合溶劑體系，保持攪拌狀態，向混合溶劑體系中加入8～10％的3-氯丙烯和26～28％的12-羥基十二酸鈉，所述百分比均指占混合反應體系總質量的百分比；

b)將混合反應體系升溫至60～70℃，反應8～12h，再加入4～5％的氫氧化鈉中和反應1～2h，所述百分比指氫氧化鈉占混合反應體系總質量的百分比；

c)維持混合反應體系的溫度在60～70℃，先減壓蒸餾去除體系中的乙醇，再減壓干燥去除體系中的水，再用無水乙醇醇洗去除氯化鈉，之后繼續在60～70℃減壓蒸餾去除乙醇，最后冷卻得到12-烯丙氧基十二烷基酸鈉，備用；

(2)超分子表面活性降阻劑的合成：

保持反應釜內溫度32～38℃，向反應釜內加入去離子水60～70％，丙烯酰胺13～16％、丙烯酸鈉3～4％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸鈉4～6％、12-烯丙氧基十二烷基酸鈉2～3％、四甲基氯化銨2～3％、氯化銨6～8％，攪拌至溶解，再向反應體系中加入0.5～1％的鏈轉移劑，然后對反應體系進行除氧，之后向其中加入氧化還原體系引發劑進行引發，將反應體系升溫至85～95℃，控制在此溫度下反應6～8h，得到分子量為120～180萬的聚合物，即為所述超分子表面活性降阻劑，其中所述百分比均指占反應體系總質量的百分比。

本發明的另一方面提供由上述制備方法制得的超分子表面活性降阻劑。