[发明专利]耐盐型Gemini两性离子粘弹性表面活性剂以及高矿化度水基清洁压裂液的制备方法

说明书

本发明提出了一种两性离子型Gemini粘弹性表面活性剂的制备方法和以其为稠化剂的高矿化度水基清洁压裂液的配方，高矿化度水基清洁压裂液，其包括上述耐盐型双子两性离子粘弹性表面活性剂2‑5wt％，无机盐类占3‑20wt％，余量为水，即用矿化度在30000‑200000mg/L的海洋水或地层产出水配制的清洁压裂液。该类型粘弹性表面活性剂可以采用海洋水或地层产出水直接配制，且配制的压裂液耐温、耐剪切良好，在140℃、170s‑1的剪切条件下，2小时后黏度维持在40mPa.s以上。

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两性离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及高矿化度水基清洁压裂液的配置，可在淡水资源缺乏的内陆地区或海洋油气工程中采用高矿化度地层水或海水直接配制清洁压裂液体系用于油气井增产施工。

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两性离子粘弹性表面活性剂及其制备方法以及高矿化度水基清洁压裂液，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：

一种耐盐型双子两性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：

其中上述三种结构中含有不饱和双键的疏水链使合成结构的水溶性更佳。