一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液及其制备和破胶方法技术

本发明专利技术公开了一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液及其制备和破胶方法，制备方法包括：(1)将亚麻酸，N,N‑二甲基‑1,3丙二胺和对甲苯磺酸加入烧瓶，升温至130～150℃，反应8～10小时，减压抽真空，得到中间体。(2)将步骤一得到的中间体和3‑氯‑2羟基丙磺酸钠加入有水和乙醇混合溶剂的烧瓶，反应温度为60～80℃，反应时间为6～8小时得到粗产物。(3)将粗产物真空干燥，再用乙醇溶解，再向乙醇甜菜碱溶液中加入石油醚。搅匀后除去石油醚相，用旋转蒸发仪除去乙醇，得到产物。(4)将产物配置成压裂液。该一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液，解决了清洁压裂液地层遇油自破胶不完全的问题，破胶理论新颖。

Polyolefin hook type surfactant gel gel fracturing fluid and preparation and gel breaking method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液及其制备和破胶方法
本专利技术涉及压裂液制备及其破胶技术，具体涉及一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液及其制备和破胶方法。
技术介绍
粘弹性表面活性剂压裂液是以粘弹性表面活性剂为主剂的清洁压裂液。粘弹性表面活性剂压裂液体系具有破胶后无残渣、携砂性好、滤失控制性能好等特点，但随着对环保问题的日益重视及钻井深度的不断增加，丰富粘弹性表面活性剂压裂液体系迫在眉睫。对于清洁压裂液的破胶技术，研究者都认为清洁压裂液体系无需加入破胶剂，地层遇油自动破胶，但在实际运用中发现，接触到地层原油的压裂液比例有限，仍有部分清洁压裂体系无法破胶，因此针对清洁压裂液的新型压裂液破胶技术开发对提高油田开发经济效益，保持油田的稳产、增产具有重要的意义。
技术实现思路
为解决现有技术中，清洁压裂使用时，由于接触到地层原油的压裂液比例有限，仍有部分清洁压裂体系无法破胶的问题，本专利技术的目的在于提供一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液及其制备和破胶方法。该清洁压裂液的长脂肪链中含有不饱和双键，同时该长脂肪链天然的具有一定的角度，形状类似于弯钩状，在一定浓度时，更容易在溶液中不断聚集并发生彼此缠绕，形成球状胶束，进而形成蠕虫状胶束，增加溶液粘度，提高携沙能力。后期破胶时，将长脂肪链中的不饱和双键进行加成反应，致使疏水基团变成强亲水基团，表面活性剂发生了疏水亲水转变，分子之间的能力消失，蠕虫状胶束和球状胶束破裂。此专利技术解决了清洁压裂液地层遇油自破胶不完全的问题。本专利技术所采用的技术方案是：<br>一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液，所述压裂液中多烯烃弯钩型表活剂凝胶体结构式为：一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的制备方法，包括以下步骤：1)将亚麻酸、N,N-二甲基-1,3丙二胺和催化剂混合，氮气保护下，升温至130～150℃，反应8～10小时，减压抽真空，得到中间体；2)向中间体加入磺酸盐和溶剂，氮气保护下，反应温度为60～80℃，反应时间为6～8小时得到粗产物；3)将粗产物真空干燥，再用乙醇溶解，再加入石油醚，搅匀后除去石油醚相，再除去乙醇，得到产物；4)将产物配置成压裂液。作为本专利技术的进一步改进，步骤1)中，所述亚麻酸与N,N-二甲基-1,3丙二胺的摩尔比为1:(1～1.1)。作为本专利技术的进一步改进，步骤1)中，所述催化剂为对甲基苯磺酸钠，添加量为0.5wt％。作为本专利技术的进一步改进，步骤2)中，所述磺酸盐为3-氯-2羟基丙磺酸钠；中间体与3-氯-2羟基丙磺酸钠的摩尔比为1:(1～1.1)；混合液中，中间体与3-氯-2羟基丙磺酸钠质量百分数为25～45wt％。作为本专利技术的进一步改进，步骤2)中，所述的溶剂为水和乙醇的混合溶液，水和乙醇的质量比10:(1～3)。作为本专利技术的进一步改进，步骤3)中，粗产物在乙醇中的质量占比20～40wt％；粗产物的乙醇溶液与石油醚质量占比70～90wt％。所述多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的破胶方法，包括以下步骤：在压裂液中加入NaHSO3，模拟地层环境，待凝胶变成水溶液，破胶完成。可选的，所述压裂液的浓度为5～10wt％；NaHSO3的添加量在压裂液的质量占比为3～6wt％。可选的，模拟地层温度80℃，pH为5。本专利技术具有以下优点：该清洁压裂液的长脂肪链中含有不饱和双键，同时该长脂肪链天然的具有一定的角度，形状类似于弯钩状，在一定浓度时，更容易在溶液中不断聚集并发生彼此缠绕，形成球状胶束，进而形成蠕虫状胶束，增加溶液粘度，提高携沙能力。后期破胶时，将长脂肪链中的不饱和双键进行加成反应，致使疏水基团变成强亲水基团，表面活性剂发生了疏水亲水转变，分子之间的能力消失，蠕虫状胶束和球状胶束破裂。此专利技术解决了清洁压裂液地层遇油自破胶不完全的问题。本专利技术制备多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液时，利用天然产物植物油酯水解产物亚麻酸为基础原料，将羧基改性为酰胺，与此同时，给体系中提供不饱和基团，制备一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体，所用基础原料、配方均环保化。该长脂肪链天然的具有一定的角度，形状类似于弯钩状，在一定浓度时，更容易在溶液中不断聚集并发生彼此缠绕，形成球状胶束，进而形成蠕虫状胶束，增加溶液粘度，提高携沙能力。后期破胶时，将长脂肪链中的不饱和双键进行加成反应，致使疏水基团变成强亲水基团，表面活性剂发生了疏水亲水转变，分子之间的能力消失，蠕虫状胶束和球状胶束破裂。此专利技术解决了清洁压裂液地层遇油自破胶不完全的问题，破胶理论新颖。该清洁压裂液后期破胶时，将长脂肪链中的不饱和双键进行加成反应，致使疏水基团变成强亲水基团，表面活性剂发生了疏水亲水转变，分子之间的能力消失，蠕虫状胶束和球状胶束破裂。此专利技术解决了清洁压裂液地层遇油自破胶不完全的问题。附图说明：图1一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液长脂肪链缠绕模拟图；图2实施例4中所得一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的核磁氢谱；图3实施例4中所得一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液破胶液的核磁氢谱；图4实施例4中一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液破胶进行性能测试的照片；图5实施例4中一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶液(a)和破胶液(b)的SEM图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液，所述多烯烃弯钩型表活剂凝胶体，具有以下结构式：原理为：所制备多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液时，利用天然产物植物油酯水解产物亚麻酸为基础原料，将羧基改性为酰胺，与此同时，给体系中提供不饱和基团。该长脂肪链天然的具有一定的角度，形状类似于弯钩状，在一定浓度时，更容易在溶液中不断聚集并发生彼此缠绕，形成球状胶束，进而形成蠕虫状胶束，增加溶液粘度，提高携沙能力。后期破胶时，将长脂肪链中的不饱和双键进行加成反应，致使疏水基团变成强亲水基团，表面活性剂发生了疏水亲水转变，分子之间的能力消失，蠕虫状胶束和球状胶束解体，破胶完成。其原理通过以下反应实现：其合成以及破胶机理如下：具体的，一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的制备及破胶方法，包括以下步骤：(1)将亚麻酸，N,N-二甲基-1,3丙二胺和对甲苯磺酸加入烧瓶，其中所述亚麻酸与N,N-二甲基-1,3丙二胺的摩尔比为1:(1～1.1)。对甲基苯磺酸钠添加量为0.5wt％。氮气保护下，升温至130～150℃，反应8～10小时，减压抽真空，得到中间体。(2)将步骤一得到的中间体和3-氯-2羟基丙磺酸钠加入有水和乙醇混合溶剂的烧瓶，其中，中间体与3-氯-2羟基丙磺酸钠的摩尔比为1:(1～1.1)，水和乙醇的质量比10:(1～3)，中间体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液，其特征在于，所述压裂液中多烯烃弯钩型表活剂凝胶体结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液，其特征在于，所述压裂液中多烯烃弯钩型表活剂凝胶体结构式为：





2.一种多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将亚麻酸、N,N-二甲基-1,3丙二胺和催化剂混合，氮气保护下，升温至130～150℃，反应8～10小时，减压抽真空，得到中间体；
2)向中间体加入磺酸盐和溶剂，氮气保护下，反应温度为60～80℃，反应时间为6～8小时得到粗产物；
3)将粗产物真空干燥，再用乙醇溶解，再加入石油醚，搅匀后除去石油醚相，再除去乙醇，得到产物；
4)将产物配置成压裂液。


3.根据权利要求1所述多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述亚麻酸与N,N-二甲基-1,3丙二胺的摩尔比为1:(1～1.1)。


4.根据权利要求3所述多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述催化剂为对甲基苯磺酸钠，添加量为0.5wt％。


5.根据权利要求2所述多烯烃弯钩型表活剂凝胶体压裂液的制备方法，其特征在于，步骤2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，邱冠钧，李刚辉，牛育华，秋列维，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61