[發明專利]兩性雙子表面活性劑、耐溫抗鹽納米乳液及制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010468936.2
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111471447B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 徐文熙
• 申請（專利權）人: 北京九恒質信能源技術有限公司
• 主分類號: C09K8/68
• 分類號: C09K8/68;C07C309/14
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本申請公開了一種兩性雙子表面活性劑、耐溫抗鹽納米乳液及其制備方法和應用，其中，所述耐溫抗鹽納米乳液按重量百分比計含有：5～30％油相，10～40％主表面活性劑，5～30％副表面活性劑，3～18％助表面活性劑以及余量的水，其中，所述主表面活性劑為本申請所公開的兩性雙子表面活性劑。本申請的納米乳液通過引入具有苯基鏈接基的兩性雙子表面活性劑，使其具有顯著的耐溫抗鹽作用，耐溫達150℃，抗鹽在30％NaCl以上，且具有表面活性高、返排效率高、洗油效率高等諸多優點。

技術領域

本申請屬于石油開采技術領域，特別涉及一種兩性雙子表面活性劑、耐溫抗鹽納米乳液及其制備方法和應用。

背景技術

目前在國內外，對于非常規油氣藏的開發越來越深入和規模化。特別是對于致密油藏以及頁巖氣的開發更是如火如荼。而水力壓裂技術則是對非常規油氣增產的成熟而常用的技術手段。對于致密油氣井，即便壓裂方案對每段每簇裂縫都設計了近似的壓裂規模，但現場的分布溫度光纖測試(DTS)和生產測井結果往往顯示各簇裂縫的發育程度差別很大，超過70％的單井產量來自于僅20％的裂縫。根據壓裂過程中注入的壓裂液量、井筒體積與設計人工裂縫總體積進行物料平衡計算，發現超過90％的壓裂液進入了未支撐的誘導性裂縫中。研究表明，由于這類誘導性裂縫的縫寬通常在微米、亞微米量級，常規尺寸的支撐劑無法進入其中而無法實現有效支撐，無法在生產過程中為油氣流動提供足夠的導流能力。

水力壓裂施工過程中，數以萬方的壓裂液以高排量被注入儲集層以形成人工裂縫網絡。目前壓裂作業中，僅有20-50％以下的壓裂液能夠順利返排，因而絕大部分壓裂液進入了地層，在近井地帶還容易造成“水鎖”現象，導致油氣無法溢出。大量的壓裂液中含有大分子人工合成聚合物以及天然高分子植物膠的殘留也對地層造成了一定的傷害。

為了解決上述問題，研發人員進行了專注的研究。納米乳液因其具有納米尺度，能夠進入地層深部和細微裂縫發揮功效。同時納米乳液自身具有良好的穩定性等特點，在壓裂液中發揮著越來越大的作用。但是，目前公開出的壓裂用納米乳液大都是圍繞著防膨和返排作用研制的，這些壓裂液產品雖然可以在近井地帶發揮一定功效，但對于深入地層內部甚至殘留在地層中接觸到油氣的那部分壓裂液來說，沒有發揮出它的功效。而且壓裂液在地層深部不斷的行進和滯留過程中，溫度和礦化度也不斷地提高，對壓裂液中活性劑帶來了更高的要求。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，本申請期望提供一種兩性雙子表面活性劑以及含有該兩性雙子表面活性劑的壓裂液用耐溫抗鹽納米乳液，該納米乳液粒徑小，可有效注入致密油藏，并且該納米粒子具有高表面活性、強耐溫抗鹽能力，從而有效提高油藏采收率。

作為本申請的第一方面，本申請提供了一種兩性雙子表面活性劑。

作為優選，所述兩性雙子表面活性劑具有如下的結構通式：

其中，n為2～3；R₁為甲基、乙基或C₈～C₁₀的烷基，R₂為C₁₀～C₁₈的烷基。

作為優選，所述兩性雙子表面活性劑是將甲基、乙基或C8～C10的烷基取代的對苯二胺同溴代烷烴和溴烷基磺酸鹽在二氯甲烷的溶劑中，于溫度60～80℃下接觸反應所制得，其中所述溴代烷烴為C10～C18的一溴代烷烴。

作為本申請的第二方面，本申請提供了第一方面所述的兩性雙子表面活性劑在制備壓裂液用耐溫抗鹽納米乳液中的應用。

作為本申請的第三方面，本申請提供了一種壓裂液用耐溫抗鹽納米乳液。

作為優選，按質量百分比計，所述的壓裂液用耐溫抗鹽納米乳液含有以下組分：