[发明专利]新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用。该方法为：(1)采用脂肪酸和二甲胺基丙胺制备酰胺产物中间体A；(2)将二氯乙烷、二乙醇胺、NaOH和乙醇置于反应容器中，回流反应20～24h，然后冷却至室温，除去乙醇，得中间体B；(3)将酰胺产物中间体A和中间体B加入反应容器中，再加入乙醇混合，回流反应10～12h，得新型多子粘弹性表面活性剂。本发明方法制备得到的新型多子粘弹性表面活性剂，可用于制备一种低成本耐高温清洁压裂液，提升压裂液的耐高温、抗剪切以及悬砂等性能。

技术领域

本发明属于石油开采行业中储层用压裂液技术领域，具体涉及一种新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前把能够在水溶液中形成粘弹性流体的表面活性剂称为粘弹性表面活性剂。与以瓜胶为主要稠化剂的水基压裂液体系相比，这类以表面活性剂为稠化剂的清洁压裂液更具有优异的综合性能，如：①用量少，成本低；②性能突出，做成的VES清洁压裂液可耐100℃以上高温；③低摩阻，携砂性能良好；④不含高分子聚合物，分子量小，容易返排，不会对地层造成伤害等，因此在油气田增产中的许多领域和环节得到了应用。

1997年斯伦贝谢公司将粘弹性表面活性剂(简称VES)用于压裂作业中，取得了显著的效果，并把这种压裂液称之为“清洁压裂液”。国内自1999年引进VES清洁压裂液以来，对VES清洁压裂液的各项研究及应用也变得越来越多，然而国内的研究主要集中在描述溶液流变特性、胶束的形态及弹性产生的机理，研究也还处于起步阶段，而对运用性研究还有所欠缺。

目前，国内用于清洁压裂液粘弹性表面活性剂有VES-A、VES-J、FRK-VES、NGA、BHJ-Y等，这些表面活性剂中以两性表面活性剂居多，兼有阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂，虽然相继提出各种新型的表面活性稠化剂，但是它们存在一些普遍问题，如耐温性差，普遍在60-90℃之间，此外此类表面活性剂存在成本问题。

因此，低成本耐高温清洁压裂液体系的开发受到了人们的广泛关注，目前国内现场使用的VES清洁压裂液体系的耐温能力较差，限制了该技术的推广应用。因此需要开发耐温性能优、价格低廉、悬砂性能优异、环保的新型VES清洁压裂液系统。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种新型多子粘弹性表面活性剂及其制备方法和应用，解决耐温性能差、成本高、悬砂性能差的问题。

一种新型多子粘弹性表面活性剂，其结构式为：

新型多子粘弹性表面活性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将脂肪酸置于反应容器中，通入氩气10min后，向其中加入二甲胺基丙胺，再加入适量催化剂含量为3～5wt％的溶液，于150～170℃、氩气保护的条件下，回流反应7～12h，冷却至室温，除去未反应的胺和水，得酰胺产物中间体A；其化学反应式为：

(2)将二氯乙烷、二乙醇胺、NaOH和乙醇置于反应容器中，于80～90℃、油浴的条件下，回流反应20～24h，然后冷却至室温，除去乙醇，得中间体B；其化学反应式为：

(3)将酰胺产物中间体A和中间体B加入反应容器中，再加入乙醇混合，回流反应10～12h，然后除去乙醇，得乳黄色黏稠物，即为新型多子粘弹性表面活性剂；其化学反应式为：

进一步地，结构式中RCO-为芥酸酰基，山嵛酸酰基，油酸酰基，硬脂酸基。

进一步地，步骤(1)中脂肪酸与二甲胺基丙胺的摩尔质量比为1:1.1～1:1.3。