【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石油开采，具体涉及一种氮气泡沫压裂用起泡剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、水力压裂是通过向地层注入高压流体，撑开岩石裂缝并形成导流通道，极大改善油气渗流状况。在水力压裂施工过程中，起泡剂的应用愈发关键，旨在降低液体表面张力、形成稳定泡沫体系，助于携带支撑剂、控制滤失且提升压裂液返排效率，契合复杂油气藏高效开采迫切诉求。
2、泡沫压裂液通常以氮气作为分散相、起泡剂稳定的液相作为连续相，凭借低密度、低滤失、强携砂、易返排等优势崭露头角，但实现理想泡沫性能依赖优质起泡剂支撑。
3、当前压裂用起泡剂种类繁多，但是在地层高温高压复杂环境，部分起泡剂生成泡沫半衰期过短，迅速消泡致支撑剂沉降、裂缝闭合，无法长久维持导流能力。不同油气藏温度跨度从常温到超 150℃、压力达几十兆帕，要求起泡剂构建泡沫能耐受严苛温压，确保压裂施工全程及后续生产阶段稳定。
4、cn102796498a公开了一种泡沫钻井液，包括如下组分，各组分按质量百分比计：发泡剂为0.5%~2.0%、稳泡剂为0.2%~0.5%、泥页岩抑制剂为2%~10%、泥页岩稳定剂为0.2%~1.0%，余量为水；且泡沫钻井液的ph值为8~10。该专利技术的泡沫钻井液具有优良的泡沫性能、较强的泥页岩抑制能力以及长久的泥页岩抑制性能，能够解决气体钻井遇地层出水以后的携岩携水问题、井壁失稳问题以及粘附卡钻等井下复杂问题，从而实现安全、快速钻井。但是，该起泡剂发泡体积较小、半衰期时间较短，在油田使用推广前景较差。
5、cn10202098
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术存在的不足而提供一种氮气泡沫压裂用起泡剂及其制备方法与应用。本专利技术的起泡剂具有发泡体积大、半衰期长的优点。
2、本专利技术的目的之一公开了一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，所述的制备方法具体步骤如下：
3、（1）在高压反应器中加入2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸、二甲苯、催化剂，充分搅拌，用氮气吹扫管路和反应釜5-10min，抽真空，随后搅拌并升温至70-80℃，停止抽真空，加入环氧丙烷，升温至170-190℃，反应2-10h后，将体系冷却至70-80℃；
4、（2）将上述混合液继续搅拌，通入环氧乙烷，通入完毕后，升温至180-200℃，继续反应，将体系冷却至室温；
5、（3）用盐酸调节ph 8-9，过滤，减压蒸馏得到粘稠固体，即起泡剂产品。
6、优选地，基于1摩尔份的2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸，所述的环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为20-80摩尔份、20-80摩尔份。
7、更优选地，基于1摩尔份的2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸，所述的环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为40-60摩尔份、40-60摩尔份。
8、优选地，步骤（1）中所述的二甲苯与2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸的重量比为20-40：1。
9、优选地，步骤（1）中所述的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾中的一种。
10、优选地，步骤（1）中所述的催化剂与2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸的重量比为0.2-0.4：1。
11、优选地，步骤（2）中所述的继续反应的时间为1-6h。
12、本专利技术的氮气泡沫压裂用起泡剂的反应方程式如下：
13、
14、；
15、本专利技术另一个目的公开了一种氮气泡沫压裂用起泡剂，所述起泡剂的分子结构式如下：
16、；
17、其中，m=5-20，n=5-20。
18、本专利技术第三个目的公开了上述起泡剂在油气藏压裂中的应用。
19、本专利技术的氮气泡沫压裂用起泡剂是一种复合型表面活性剂。提供表面活性的官能团主要有非离子型的亲油基团多组聚氧丙烯醚、非离子型的亲水基团多组聚氧乙烯醚，阴离子型的亲水基团磺酸盐。比常规单活性基团的表面活性剂的活性更高，可以大幅度降低表面张力，增加发泡体积和能力，而且稳定性较高。分子为多线性分子，柔性较强，覆盖的面积较大，泡沫液膜变薄的时候，可以迅速横向吸引其他部分的液膜来补充以加强泡沫的稳定性。
20、本专利技术与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
21、（1）本专利技术的氮气泡沫压裂用起泡剂具有发泡体积大的特点，室温下达到800ml及以上，120 ℃/16 h滚动后达到790ml及以上；
22、（2）本专利技术的氮气泡沫压裂用起泡剂具有半衰期长的特点，室温下达到780s以上，120 ℃/16 h滚动后达到720s及以上。
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1.一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，基于1摩尔份的2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸，所述的环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为40-60摩尔份、40-60摩尔份。
3.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的二甲苯与2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸的重量比为20-40：1。
4.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的催化剂为氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的催化剂与2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸的重量比为0.2-0.4：1。
6.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的继续反应的时间为1-6h。
7.一种氮气泡沫压裂用起泡剂，其特征在于，所述
8.根据权利要求7所述起泡剂在油气藏压裂中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，基于1摩尔份的2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸，所述的环氧丙烷、环氧乙烷的用量分别为40-60摩尔份、40-60摩尔份。
3.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的二甲苯与2,4,6-三甲基-3,5-二氨基苯磺酸的重量比为20-40：1。
4.根据权利要求1所述的一种氮气泡沫压裂用起泡剂的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红军，刘玄哲，刘忠玉，刘洪恩，卢武忠，王庆，杨萌萌，范志兴，王念垒，张鸿飞，赵明秀，隋倩倩，李肖，刘梦涵，刘静，
申请(专利权)人：东营汇聚丰石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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