[发明专利]一种用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂及其制法

说明书

本发明公开了一种用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂，为N,N’‑双氨基六聚乙二醇羟基氧代双乙胺二丙酸钠。本发明还公开了一种用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂的制法，包括以下步骤：将中间体(Ⅰ)溶于蒸馏水，滴加环氧氯丙烷，恒温水浴搅拌反应得中间体(Ⅱ)；将中间体(Ⅱ)和蒸馏水混合，油浴升温加入氨基六聚乙二醇羟基，pH为10～11，反应结束后减压脱除溶剂，洗涤抽滤烘干，得中间体(Ⅲ)；将中间体(Ⅲ)加入到NaOH水溶液中，搅拌反应，重结晶恒温真空干燥。本发明能够利用地层卤水配制用于地热能开发的减阻水，极大降低了淡水消耗和配液难度，能够适应不同地热温度，有助于实现地热能的绿色、高效开发。

技术领域

本发明涉及表面活性剂及其制法，具体为一种用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂及其制法。

背景技术

地热能是一种绿色低碳、可循环利用的可再生能源，具有储量大、分布广、清洁环保、稳定可靠等特点。

添加剂减阻技术是目前最经济有效的流体减阻技术，主要包括高分子类减阻剂和表面活性剂类减阻剂两种。例如申请号为201610064518.0的中国专利“一种聚合物、减阻剂及其制备方法和应用”公开了一种高分子聚合物用于压裂过程中克服管路摩阻。申请号为201410203603.1的中国专利“含季铵盐表面活性剂的压裂液减阻剂及其制备方法和应用”中公开了一种脂肪醇聚氧乙烯醚基二羟烷基卤化铵表面活性剂与阴离子两亲分子复配的表面活性剂减阻体系。

高分子类减阻剂已广泛应用于管道的减阻增输，但经长时间管路减阻后发现其减阻性能易受机械剪切影响，不适用于有泵循环系统。目前大量研究通过嫁接、结构和复配优化以解决聚合物的剪切失效问题，但其剪切失效导致减阻性能稳定性过短的问题在地热能开发过程中仍然十分突出。

表面活性剂类减阻剂的天然优势是长时间高剪切条件下减阻性能保持稳定，并且在局部强剪切区域(弯头、突缩和微裂缝等)减阻效果消失后，在低剪切区域减阻效果可自动恢复，非常适用于地热能开发。但由于表面活性剂类减阻剂在高盐环境下性能急剧下降，因此只适用于淡水配制，而地热能资源富集区域其淡水资源相对匮乏，导致配液成本和难度增加，不利于地热能资源的高效、持续和稳定的开发。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种在长时间恶劣减阻工况条件下依然能够保持较高减阻率的用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂，本发明的另一目的是提供一种配液方便、利用地热能的用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂的制备方法。

技术方案：本发明所述的一种用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂，为N,N’- 双氨基六聚乙二醇羟基氧代双乙胺二丙酸钠，其化学结构式为：

上述用于地层卤水配制减阻水的双子表面活性剂的制备方法，包括以下步骤：

(a)将白色固体中间体(Ⅰ)溶解于蒸馏水，滴加环氧氯丙烷，恒温水浴反应，并搅拌至反应结束，减压脱除溶剂，得到黄色胶状中间体(Ⅱ)；

(b)将中间体(Ⅱ)和蒸馏水混合，油浴升温至中间体(Ⅱ)充分溶解，加入氨基六聚乙二醇羟基，恒温反应，反应过程中pH保持为10～11，反应结束后减压脱除溶剂，使用无水乙醇洗涤，抽滤，烘干，得到中间体(Ⅲ)；

(c)将中间体(Ⅲ)加入到NaOH水溶液中，在80～90℃下搅拌反应2～3h，反应完毕后用无水乙醇重结晶，将产物恒温真空干燥，得到N,N’-双氨基六聚乙二醇羟基氧代双乙胺二丙酸钠。

进一步地，中间体(Ⅰ)的制备方法为：将氧代双乙胺溶于蒸馏水，再向其中滴加丙烯酸甲酯，滴加完毕后水浴升温至60～70℃搅拌反应4～5h，反应结束后减压脱除溶剂，得到中间体(Ⅰ)。氧代双乙胺与丙烯酸甲酯的物质的量之比为1：2～2.2。