[發明專利]耐鹽型Gemini兩性離子粘彈性表面活性劑以及高礦化度水基清潔壓裂液的制備方法

有效

• 申請號: 201910583016.2
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110218557B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 毛金成;張文龍;林沖;楊小江;毛金樺
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C07C309/14
• 分類號: C07C309/14;C09K8/68;C07C303/32
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本發明提出了一種兩性離子型Gemini粘彈性表面活性劑的制備方法和以其為稠化劑的高礦化度水基清潔壓裂液的配方，高礦化度水基清潔壓裂液，其包括上述耐鹽型雙子兩性離子粘彈性表面活性劑2?5wt％，無機鹽類占3?20wt％，余量為水，即用礦化度在30000?200000mg/L的海洋水或地層產出水配制的清潔壓裂液。該類型粘彈性表面活性劑可以采用海洋水或地層產出水直接配制，且配制的壓裂液耐溫、耐剪切良好，在140℃、170s?1的剪切條件下，2小時后黏度維持在40mPa.s以上。

技術領域

本發明涉及石油儲層用表面活性劑技術領域，具體涉及一種耐鹽型雙子兩性離子粘彈性表面活性劑及其制備方法以及高礦化度水基清潔壓裂液的配置，可在淡水資源缺乏的內陸地區或海洋油氣工程中采用高礦化度地層水或海水直接配制清潔壓裂液體系用于油氣井增產施工。

背景技術

隨著油氣勘探事業的快速發展，大量低滲透或超低滲非常規油油氣藏越來越受到石油工作者的關注，這類油氣藏的開采需要經歷儲層增產改造方可實現經濟有效的開發。在儲層改造技術當中，水力壓裂技術是提高油氣田生產效率的最主要措施之一。近20年提出的粘彈性表面活性劑配置的清潔壓裂液在水力壓裂中，起到了良好的攜砂、造縫、降低儲層傷害的效果。

粘彈性表面活性劑(Viscoelastic Surfactant，簡稱VES)壓裂液，業內一般稱為清潔壓裂液。與以傳統聚合物或瓜爾膠為主要稠化劑的水基壓裂液體系相比，VES壓裂液有諸多優點，如：①現場配制工作簡單，配制時無需交聯劑；②低摩阻，粘彈性好，具有良好的攜砂性能；③表面活性劑分子量小，易返排，與地層中烴類流體接觸能自行破膠，無需破膠劑；④不形成濾餅，對地層傷害小，因此在油氣田增產中的許多領域和環節得到了應用，具有極為優良的增產效果。

然而，壓裂液的配置需要消耗大量的淡水資源，因此，在海上作業平臺或內陸地區實施水力壓裂就帶來了相當大的淡水資源問題，如何利用海水或高礦化度地層水直接配置出高性能壓裂液備受國內外的關注。現有的粘彈性表面活性劑包括單鏈粘彈性表面活性劑和雙子表面活性劑表面活性。其中，單鏈粘彈性表面活性劑常常存在耐溫性差、用量較大的問題；雙子表面活性劑耐溫性強，但是由于表面活性較強，在反離子的作用下容易團聚，從而導致較高礦化度下的雙子表面活性劑極易出現相分離現象，使溶液體系失去粘度從而無法實現攜砂、造縫等功能。

因此，結合海上和內陸地區淡水資源的緊缺問題，開發出一種耐鹽型粘彈性表面活性劑對實現海水或高礦化度地層水直接配置VES清潔壓裂液具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐鹽型雙子兩性離子粘彈性表面活性劑及其制備方法以及高礦化度水基清潔壓裂液，以解決現有粘彈性表面活性劑在清潔壓裂液應用中存在的不耐礦化度的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種耐鹽型雙子兩性離子粘彈性表面活性劑，具有如下結構式：

其中，R為碳原子數17-21的飽和烴鏈或不飽和烴鏈。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，R為芥酸的疏水碳鏈、油酸的疏水碳鏈或硬脂酸的疏水碳鏈。

其中，芥酸的疏水碳鏈結構式為：

其中，

油酸的疏水碳鏈結構式為：

其中，硬脂酸的疏水碳鏈結構式為：

其中上述三種結構中含有不飽和雙鍵的疏水鏈使合成結構的水溶性更佳。