[发明专利]耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及耐盐性清洁压裂液

说明书

本发明公开了一种耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及耐盐性清洁压裂液，本发明的耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂以脂肪酸酰胺丙基二甲胺与二溴新戊二醇为原料合成得到，其可以在高矿化度的海水或地层水形成胶束，使溶液体现出良好的粘弹性，该粘弹性表面活性剂的耐矿化度可达150000mg/L以上，可用于配置海水基清洁压裂液，同时避免遇到高矿化度地层水后发生破胶；并且也可以用来配置海水基清洁压裂液，可承受的最大矿化度达200000mg/L。本发明的制备方法简单，产品的收率大幅提升，普遍达到96％以上，此外反应的副产物少，对产品的性能影响小。在制备清洁压裂液时，其用量减少，降低了成本。

技术领域

本发明涉及石油储层用表面活性剂技术领域，具体涉及一种耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及耐盐性清洁压裂液。

背景技术

随着油气勘探事业的快速发展，大量低渗透或超低渗非常规油油气藏越来越受到石油工作者的关注，这类油气藏的开采需要经历储层增产改造方可实现经济有效的开发。在储层改造技术当中，水力压裂技术是提高油气田生产效率的最主要措施之一。近20年提出的粘弹性表面活性剂配置的清洁压裂液在水力压裂中，起到了良好的携砂、造缝、降低储层伤害的效果。

粘弹性表面活性剂(Viscoelastic Surfactant，简称VES)压裂液，业内一般称为清洁压裂液。与以传统聚合物或瓜尔胶为主要稠化剂的水基压裂液体系相比，VES压裂液有诸多优点，如：①现场配制工作简单，配制时无需交联剂；②低摩阻，粘弹性好，具有良好的携砂性能；③表面活性剂分子量小，易返排，与地层中烃类流体接触能自行破胶，无需破胶剂；④不形成滤饼，对地层伤害小，因此在油气田增产中的许多领域和环节得到了应用，具有极为优良的增产效果。

然而，压裂液的配置需要消耗大量的淡水资源，因此，在海上作业平台或内陆地区实施水力压裂就带来了相当大的淡水资源问题，如何利用海水或高矿化度地层水直接配置出高性能压裂液备受国内外的关注。现有的粘弹性表面活性剂包括单链粘弹性表面活性剂和双子表面活性剂表面活性。其中，单链粘弹性表面活性剂常常存在耐温性差、用量较大的问题；双子表面活性剂耐温性强，但是由于表面活性较强，在反离子的作用下容易团聚，从而导致较高矿化度下的双子表面活性剂极易出现相分离现象，使溶液体系失去粘度从而无法实现携砂、造缝等功能。

因此，结合海上和内陆地区淡水资源的紧缺问题，开发出一种耐盐型粘弹性表面活性剂对实现海水或高矿化度地层水直接配置VES清洁压裂液具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及耐盐性清洁压裂液，以解决现有粘弹性表面活性剂在清洁压裂液应用中存在的不耐矿化度的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂，具有如下结构式：

其中，R为碳原子数17-21的饱和烃链或不饱和烃链。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，R为芥酸的疏水碳链、油酸的疏水碳链或硬脂酸的疏水碳链。

其中，芥酸的疏水碳链结构式为：

其中，油酸的疏水碳链结构式为：

其中，硬脂酸的疏水碳链结构式为：

上述耐盐型双子阳离子粘弹性表面活性剂的分子式为R₂C₁₇H₃₆N₄O₄。R的碳原子数可以是17或21。