[发明专利]表面活性剂、清洁压裂液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种清洁压裂液，尤其涉及一种可用于清洁压裂液的表面活性剂、清洁压裂液及其制备方法。 

背景技术

清洁压裂液以其一系列优良的性能而被人们所熟知，并且国内各油田已经在这方面做了大量基础性研究工作，同时也取得了较好的现场应用结果。但是清洁压裂液耐温性能较差这一难题一直限制了其适应范围。国内研究在中低温层次的比较多，而耐高温的清洁压裂液虽有研究报导(未超过120℃)，但是成功应用的不多。国外虽有高温的应用例子，但适用温度最高为135℃，还未有超过140℃的应用。 

发明内容

本发明要解决的一技术问题在于，提供一种可用于清洁压裂液的表面活性剂。 

本发明要解决的另一技术问题在于，提供一种耐高温的清洁压裂液及其制备方法。 

本发明解决其一技术问题所采用的技术方案是：提供一种表面活性剂，该表面活性剂为溴代1-甲基-4-烷基咪唑，其分子式：C₂₆H₅₉N₂Br，结构式为： 

该表面活性剂由以下方法制得：称取N-甲基咪唑并转移到含有乙酸乙酯的圆底烧瓶中；称取溴代烷烃置于滴液漏斗中，在加热搅拌回流下将所述溴代烷烃逐滴加入所述烧瓶中，与所述N-甲基咪唑、乙酸乙酯形成混合物；滴加完毕之后对混合物进行回流，直至所述混合物呈粘稠的浅黄色且无明显分层；将装有所述混合物的所述烧瓶置于低温下冷冻，析出白色固体产物；然后将所述混合物的上层液体倒出，再加入乙酸乙酯加热使所述固体产物溶解，再冷冻；反复多次后，在旋转蒸发器里减压蒸馏，获得白色固体产物并置于真空干燥箱中，高温干燥后冷却至室温，即得表面活性剂。 

在本发明的表面活性剂中，所述溴代烷烃为溴代二十二烷；滴加所述溴代烷烃时控制滴速为每分钟一滴；加热搅拌回流的加热温度为80℃±2℃；所述混合物的回流时间为24-48h；高温干燥的温度为70-80℃，干燥时间为12-24h 

本发明解决其另一技术问题所采用的技术方案是：提供一种清洁压裂液，包括以下重量份数的原料：上述的表面活性剂5.60-10.50份、活化剂0.15-0.40份、反离子1.00-2.00份、以及水87.10-93.25份。 

在本发明的清洁压裂液中，该清洁压裂液包括以下重量份数的原料：表面活性剂6.00份、活化剂0.20份、反离子1.50份、以及水92.30份。 

在本发明的清洁压裂液中，所述活化剂为用于络合水中高价金属离子的高效络合剂。 

在本发明的清洁压裂液中，所述活化剂为乙二胺四乙酸二钠。 

在本发明的清洁压裂液中，所述反离子为水杨酸钠。 

本发明还提供一种上述清洁压裂液的制备方法，包括如下步骤： 

将87.10-93.25重量份的水、0.15-0.40重量份的活化剂以及5.60-10.50重量份的表面活性剂混合制得基液； 

将1.00-2.00重量份的反离子加入到所述基液中，混合即得清洁压裂液。 

在本发明的清洁压裂液的制备方法中，在所述基液制备中，先将所述重量份数的水加入带有磁力搅拌器的烧杯中，开动搅拌器并以500rpm转速搅拌，然后于常温条件下依次加入所述重量份数的活化剂、表面活性剂，待溶胀完全后，制得所述基液。 

实施本发明具有以下有益效果：本发明的表面活性剂，制备方法简单，反应条件温和，且反应产率高；本发明的清洁压裂液，通过上述表面活性剂及活化剂、反离子和水按一定重量份数制成，成本低，制作简单，耐高温性好，可达到140℃，适用于不同区域的水；且该清洁压裂液与地层水配伍性好，可以克服和降低二次沉淀造成的伤害。 

具体实施方式

本发明的表面活性剂，为溴代1-甲基-4-烷基咪唑，其分子式：C₂₆H₅₉N₂Br，其结构式为： 

该溴代1-甲基-4-烷基咪唑为季铵盐结构的表面活性剂，与常规表面活性剂相比，其侧链更长，疏水性更大，使得CMC(临界胶束浓度)值更低，耐温性增加。另外，其咪唑头基的亲水性较常规表面活性剂高，故水溶性也较好。