[发明专利]一种双子型气湿反转剂化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种双子型气湿反转剂化合物及其制备方法与应用。所述双子型气湿反转剂化合物为N,N‑二(全氟辛酰基)亚胺羧酸盐。本发明还提供其制备方法。本发明的双子型气湿反转剂化合物制备容易，产率较高，可与水任意比例配制成水溶液，能够将页岩储层表面由液湿性转变为气湿性，提供油气采收率，便于现场应用。

技术领域

本发明涉及一种将页岩储层由液湿性转变为气湿性的双子型气湿反转剂化合物及其制备方法，属于提高页岩气采收率的石油化工技术领域。

技术背景

随着能源格局的不断变化，我国掀起了对非常规油气资源开发研究的热潮，尤其是清洁环保且储量较大的页岩气资源。目前已探明我国可开采页岩气资源储备量超过30万亿立方米，相当于美国所宣称的储备总量的将近两倍。能源紧缺的情况下，大力开发页岩气资源具有关键的战略意义。在页岩气开发过程中，由于破胶液等在页岩储层表面的吸附，致使有效渗透率大幅降低，从而导致页岩气产量严重下降。页岩储层表面的润湿性是控制流体在空隙介质内流动和分布规律的关键因素，可通过将页岩储层表面的润湿性由液润湿性反转为气润湿性来改善流体在空隙介质内的流动状况，最终达到提高页岩气采收率的目的。

CN102504790A公开了一种由阳离子氟碳表面活性剂FC911、十六烷基三甲基溴化铵和水组成的体系，可将岩心表面的润湿性由液湿性反转为中性气湿，但是该方法用量大且效果不佳，难于现场推广。CN102899011 B报道了一种通过乙二醇醚、双十二烷基二羧酸钠、乙二醇硅醚和水在高温下合成的产品，主要是通过体系的高表面活性降低表面张力，以提高破胶液等在地层的流动速率。但是该配方生产条件要求较高，不具经济可行性，且该配方未对岩心表面的润湿反转进行研究。

以上上现有技术的方法未能很好地将页岩表面的润湿性由液润湿性反转为气湿性，或者用量太大，不具备现场所用条件，不能普遍地适用于页岩气开采中。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种双子型气湿反转剂化合物及其制备方法与应用。

本发明的技术方案如下：

一种双子型气湿反转剂化合物，其化学名称为：N,N-二(全氟辛酰基)亚胺羧酸盐，具有式I所示的结构：

其中，M为K、Na或Li，n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；优选的，n＝1、2、3或4。

根据本发明，一种双子型气湿反转剂化合物的制备方法，包括步骤：

(1)在催化剂存在下、于无水环境中，使全氟辛酸和氯化亚砜反应，制得式II化合物，

所述催化剂为吡啶或者二甲基甲酰胺(DMF)；

(2)在氧化钙存在下、于低级醇溶剂中，使式II化合物与氨反应，反应温度0-15℃，制得式III化合物，

(3)在催化剂存在下、于低级醇溶剂中，使式III化合物与式II化合物反应，制得式IV化合物，

所述催化剂为吡啶或者二甲基甲酰胺(DMF)，所述反应温度为0-5℃；

(4)在溶剂A中,使式IV化合物与氯羧酸反应，制得式V化合物：

所述溶剂A为丙酮或乙酸乙酯，反应温度为50-80℃；式中n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10；

(5)在溶剂A中,使式V化合物与碱反应，制得式I化合物：

式中M为钾、钠或锂，n为1-10的整数；所述溶剂A为丙酮或乙酸乙酯。